粗糙面与电大目标复合散射快速积分方程法

摘要

海陆地粗糙面背景与电大目标复合散射特性的快速算法研究是现当代计算电磁学前沿课题之一，既具有重要理论意义，又具有重大应用价值；日渐繁杂的工程需求对模型的快速高效求解也提出了苛刻的要求。本文主要针对粗糙面与电大目标复合电磁散射问题，研究了金属及介质目标的迭代积分方程法（IEM）以及利用奇异值分解（SVD）对矩量法（MoM）中的矩阵进行低秩分解，在保证求解精度的前提下，为目标的散射特性求解提供了快速有效的预估方法。
　　本文的工作以及创新点概括如下：
　　1)分析了三维随机金属粗糙面与介质粗糙面的电磁散射问题。利用迭代IEM算法计算了金属及介质粗糙面的双站雷达散射截面。该算法适用于具有多次电磁互耦作用的大粗糙面的散射场计算，能较精确计算出散射结果。
　　2)复合目标是复杂的粗糙面背景和目标组成的整体。利用迭代IEM法，建立介质随机粗糙面上不同金属目标体散射的计算模型，对复合目标模型进行双站雷达散射截面进行模拟计算，即使用迭代IEM法计算任意介质随机粗糙面和任意金属目标体的散射问题。
　　3)利用基于积分方程法的MoM方程右侧激励源的低秩特性加快单站雷达散射截面的求解。本文在使用了最佳一致逼近算法扫频的基础上，为了使方程计算的次数从原来等于右侧向量数降低为等于右侧矩阵的秩，利用SVD对多个右侧向量组成的矩阵进行低秩压缩分解。由于秩的大小常常远小于右侧向量数，从而大大减小了计算时间。

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第一章 绪论

1.1 研究背景及意义

1.2 国内外研究现状

1.3 本文的主要工作内容及结构安排

第二章 随机粗糙面的迭代积分方程法

2.1 引言

2.2 随机粗糙面模型的建立

2.3 计算金属粗糙面散射的迭代IEM法

2.4 计算介质粗糙面散射的迭代IEM法

2.5 本章小结

第三章 复合目标的迭代积分方程法

3.1 引言

3.2 计算复合目标散射的迭代IEM法算法简介

3.3 计算复合目标散射的迭代IEM法实验结果及性能

3.4 本章小结

第四章 基于多激励源的低秩特性快速预估的矩量法

4.1 引言

4.2 矩量法

4.3 最佳一致逼近

4.4 奇异值分解

4.5 实验结果及性能

4.6 本章小结

第五章 总结与展望

5.1 主要工作回顾

5.2 经验和感受

5.3 课题研究展望

参考文献

个人简历 在读期间发表的学术论文

致谢