[發明專利]一種精確計算雙各向異性介質球電磁散射的方法

有效

• 申請號: 201310156058.0
• 申請日: 2013-04-27
• 公開（公告）號: CN103235888A
• 公開（公告）日: 2013-08-07
• 發明（設計）人: 耿友林;翁海峰
• 申請（專利權）人: 杭州電子科技大學
• 主分類號: G06F19/00
• 分類號: G06F19/00
• 代理公司: 杭州求是專利事務所有限公司 33200
• 代理人: 杜軍

1.?一種精確計算雙各向異性介質球電磁散射的方法，其特征在于包括???????????????如下步驟：

步驟1.利用無源麥克斯韋方程組和雙各向異性媒介的本征方程推導出關于磁感應強度B的微分方程；

步驟2.將微分方程中和B相關的因子以球矢量波函數的形式表達出來，然后利用球矢量波函數M,N的正交性質得出一個含參數的矩陣方程，先利用矩陣方程滿足非零解的條件計算出該矩陣方程的參數，再將參數代回到含參數的矩陣方程中得到矩陣方程的非零解；

步驟3.構造一個新的函數，用新函數???????????????????????????????????????????????重新表示磁感應強度B，進而求出介質球內部的電磁場，然后把介質球內的電磁場和球外的入射電磁場、散射電磁場代入到邊界條件中，得出散射矩陣；

所述步驟1中，將各向異性媒介本征方程中添加一項變為雙各向異性媒介，雙各向異性媒介的本征方程具體如下：

?????????????????????????????????????????(1)

??

其中，電位移矢量D、電場強度E、磁場強度H和磁感應強度B都是矢量，以黑色粗體來表示矢量；表示虛數單位；是用來衡量媒介電磁特性的參數；

無源麥克斯韋方程組具體如下：?????

???????????????????????????????????????????????????(2a)?????????????????????????????

??????????????????????????????????????????????(2b)??????????????????????????????????????????????????????????????????????????????????????????????????????????????????????????????????????????????????????????????????????????????????????????????????????????????????????????????????????????????????????????????????

??????????????????????????????????????????????????????(2c)

??????????????????????????????????????????????????????(2d)?

?把式1代入到式2a、2b、2c、2d中，?推導出磁感應強度B的微分方程如下：

????????????????????(3)

其中，符號▽×表示對一個矢量求旋度；ω為電磁波的頻率；為的逆；；

所述步驟2中，將式3中寫成球矢量波函數的形式，具體如下：

????????????^{??????????????????????????????}???(4)??

????????????(5)

????????????????????????????(6)

????其中，與表示一樣表示球矢量波函數，上標(1)表示矢量波函數由第一類球貝塞爾函數構成，下標表示球矢量波函數中的參數；表示一個待定量，表示球坐標系中的一個矢量；球矢量波函數前面的系數由媒介本征方程中的張量決定的，且，表示入射電場的場強；

????????????????

將式4、5、6代入到式3中得：?

????????(7)

????其中，I是單位矩陣，式21表達的含義是：存在這樣的參數k使得方程有非零解，通過矩陣知識知道只需令式21的行列式為零，解出參數，參數記解為，再用代入式20求出方程不為零的解，記；

所述的步驟3中構造新的函數V_l具體如下：

令，相應得到球內部的磁場，電場?，把球外部的入射電場_、，磁場、散射電場、磁場?代入到如下邊界條件中：?

????????????????????

化簡整理后得出散射矩陣，這樣就計算出雷達散射截面。