基于三角形网格的凸曲面爬行波寻迹及散射问题的UTD解分析

摘要

电大尺寸光滑凸曲面电磁波绕射问题的一致性绕射理论(UTD)在分析电磁兼容、天线间的耦合问题、以及雷达目标散射特性预估等方面均具有重要应用。而凸曲面体上爬行波的寻迹是UTD方法的关键。 本文首先对任意凸曲面体表面进行三角形网格离散，通过插值和二次曲面拟合计算离散化表面上任意点的法向和曲率半径。再由入射波方向和场点位置确定阴影边界、接收边界和抛射射线。最后运用投影法对三角形网格化曲面上的爬行波射线进行寻迹。文中给出了一些典型目标的寻迹结果。 其次，本文介绍了无限长导体圆柱散射问题的UTD解，计算了无限长导体圆柱在平面波照射下的散射场，并与解析解比较，吻合很好，验证了UTD方法的有效性。 最后，本文介绍了将无限长导体圆柱散射问题的UTD解推广到任意三维凸曲面导体目标散射问题的UTD解的全过程。利用离散化曲面上的爬行波路径，结合UTD公式，计算了导体球在平面波照射下不同频率时的散射场，并与解析解比较，吻合很好，验证了爬行波寻迹结果的正确性。通过对不同电长度，不同频率平面波照射下导体球的散射场分析得出了一些有用结论。

目录

文摘

英文文摘

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第一章 绪论

1.1研究背景

1.2论文内容安排

第二章 几何光学和几何绕射理论介绍

2.1几何光学

2.1.1几何光学的基本概念

2.1.2几何光学入射场

2.1.3几何光学反射场

2.2几何绕射理论的基本概念

2.2.1边缘绕射射线场

2.2.2表面绕射射线场

2.2.3尖顶绕射射线场

第三章 凸曲面上爬行波的寻迹

3.1引言

3.2任意曲面的三角网格描述及参数计算

3.2.1三角网格模型描述

3.2.2三角网格化曲面的参数计算

3.3爬行波寻迹

3.3.1离散化曲面上阴影边界的确定

3.3.2接收边界的确定

3.3.3爬行波的寻迹

3.3.4抛射点的判断

3.4计算结果分析

3.5小结

第四章 任意凸曲面散射问题的UTD解

4.1引言

4.2理想无限长导电圆柱的平面波散射分析

4.2.1问题的提出

4.2.2阴影区的场

4.2.3亮区的场

4.2.4计算结果分析

4.3任意凸曲面散射问题的UTD解分析

4.3.1问题的描述

4.3.2从无限长圆柱散射问题UTD解推导任意凸曲面散射问题的UTD解

4.3.3计算结果分析

4.4小结

第五章 结论

致谢

参考文献

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