利用积分方程矩量法精确求解理想导体目标的电磁散射

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理想导体电磁散射问题的精确快速计算是计算电磁学的热点。利用积分方程求解理想导体目标电磁散射问题时,在具有公共结点的三角形对之间会产生奇异性。对这类奇异性积分进行精确计算十分重要,因为它们是保证阻抗矩阵形态稳定性的关键。本文采用了一种新的算法来处理这类奇异性,在对理想导体目标的电磁散射问题进行分析时获得了较高精确度。首先,本文详细介绍了理想导体表面积分方程,矩量法的基本原理、求解步骤及基于平面三角形剖分的RWG基函数。接着,本文介绍了基于平面三角形剖分的RWG基函数的伽略金法的表面积分方程的电磁特性的求解过程,为本文方法提供理了理论基础。最后,本文采用一种精确计算奇异性的方法来处理理想导体的频域表面方程的奇异性积分。此方法在矩量法的基础上,首先采用参数坐标变换、相对坐标变换将积分区域进行分解。然后采用广义Duffy坐标变换消除了在求解频域电场积分方程过程中,场、源三角形单元处于同一平面时,场、源三角形单元相邻(具有一条公共边或一个公共结点)的情况下被积函数中的奇异性;消除了在求解频域磁场积分方程过程中,场、源三角形单元相邻(具有一条公共边或一个公共结点)的情况下被积函数中的奇异性。特别是对一些具有精细结果的目标体,有效地解决了矩阵的性态差、奇异性积分收敛速度慢甚至不收敛等问题。本文的研究工作也为进一步精确求解具有精细剖分的复杂三维目标体、介质及金属介质组合目标的深入研究奠定了基础。
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