时域物理光学法分析均匀介质目标的瞬态散射

关 莹 龚书喜 张 帅 洪 涛

(西安电子科技大学天线与微波技术国防科技重点实验室,陕西 西安710071)

1.引 言

随着短脉冲通信和超宽带雷达系统的广泛应用,目标时域电磁散射的计算分析成为计算电磁学中广为关注的热点之一[1-4]。为了能够快速准确分析电大尺寸目标的瞬态散射,近年来发展出与各种频域高频算法相对应的时域方法[5-8]。其中,时域物理光学法(TDPO)是物理光学法的时域版本,其计算速度快、所需内存少、容易与其他算法混合[9-12]。文献[9]将频域物理光学近似的概念推广至时域,把目标表面的时域等效电流密度代入到时域散射电场表达式中,提出了真正意义上的TDPO,并计算了大口径反射面天线的结构模式项散射场。文献[10]对频域物理光学近似下的等效电流密度和远区散射场表达式进行逆傅里叶变换,得到与文献[9]形式上相同的时域物理光学远区散射场表达式,并分析了电大金属目标的时域瞬态响应和宽带雷达散射截面(RCS)。文献[11]和[12]分别将 TDPO与时域有限差分法(FDTD)、时域有限元-边界积分法(TDFE-BI)相混合,用于计算电大-电小尺寸组合金属目标的瞬态散射场。

TDPO被广泛用于分析电大金属目标的瞬态散射,但在国内外发表的文献中,极少涉及到利用TDPO计算电大介质目标的时域散射场。而实际目标往往是金属和介质的复合体,因此如何准确高效计算电大介质目标的时域散射场就显得至关重要。针对上述情况,笔者将菲涅尔反射系数引入到传统TDPO中,提出了介质TDPO方法计算电大尺寸均匀介质目标的瞬态散射场。……