【摘要】：含等離子體目標(biāo)的電磁散射特性在雷達(dá)隱身及電子對(duì)抗領(lǐng)域中具有非常重要的研究意義。近年來(lái),在對(duì)含等離子體目標(biāo)的電磁散射特性的研究中,時(shí)域有限差分(FDTD)方法應(yīng)用甚廣。從等離子體的本構(gòu)方程出發(fā),國(guó)內(nèi)外學(xué)者先后提出了許多種改進(jìn)的FDTD方法。在前人的基礎(chǔ)上,論文利用一種基于Boris粒子模型的FDTD方法研究了三維非時(shí)變等離子體的電磁散射特性,該方法稱之為Boris-FDTD方法。該方法在處理等離子體本構(gòu)方程時(shí),將Boris粒子模型原理應(yīng)用于等離子體粒子模擬中。這個(gè)方法的優(yōu)點(diǎn)是:將所有的迭代式顯性化,不需要計(jì)算矩陣各元素的傅里葉變換或拉普拉斯變換,從而減少了計(jì)算量和存儲(chǔ)量。論文首先利用Boris-FDTD方法計(jì)算無(wú)碰撞和有碰撞等離子體球的雷達(dá)散射截面(RCS),并將結(jié)果與電流密度拉普拉斯變換時(shí)域有限差分(CDLT-FDTD)方法結(jié)果、Mie級(jí)數(shù)準(zhǔn)確結(jié)果進(jìn)行對(duì)比,驗(yàn)證了該方法的正確性。然后用Boris-FDTD方法計(jì)算了帶有磁化等離子體尾焰的導(dǎo)彈的RCS,證明了Boris-FDTD方法也具備計(jì)算復(fù)雜等離子體實(shí)際目標(biāo)電磁問(wèn)題的能力。然而,實(shí)際應(yīng)用中的等離子體參數(shù)會(huì)隨外界客觀條件的改變而發(fā)生變化。越來(lái)越多的實(shí)際應(yīng)用過(guò)程需要從理論上對(duì)時(shí)變等離子體模型做出研究,所以針對(duì)等離子體的研究從非時(shí)變拓展到時(shí)變是非常有必要的。論文研究了趨于理想過(guò)程的一維瞬變等離子體,首先結(jié)合非時(shí)變磁化等離子體的CDLT-FDTD方法和截?cái)喾菚r(shí)變等離子體的修正的近似完全匹配層(M-NPML)理論,推導(dǎo)出了適于分析一維瞬變等離子體電磁散射特性的FDTD方法和可以截?cái)嘁痪S瞬變等離子體的M-NPML吸收邊界條件,并驗(yàn)證了該方法和吸收邊界的正確性。其次利用該方法研究了一維瞬變等離子體對(duì)電磁波頻域特性的影響,發(fā)現(xiàn)瞬間出現(xiàn)的等離子體板對(duì)頻域中的電磁波有頻率偏移和新增頻率點(diǎn)的作用。論文的研究成果可以為非時(shí)變和時(shí)變等離子體的電磁散射特性問(wèn)題的研究提供可行的算法。
【圖文】：

圖 3.5 等離子體尾焰模型圖 3.6 導(dǎo)彈和尾焰的整體三維建模圖形維 FDTD 模型的坐標(biāo)系設(shè)為 xyz，為 incinc , 。另外，以平面波向量向量為 e 和 e 。平面波電場(chǎng)向量與

圖 3.6 導(dǎo)彈和尾焰的整體三維建模圖形如圖 3.7 所示，三維 FDTD 模型的坐標(biāo)系設(shè)為 xyz，平面波向量k 在 xyz 系中對(duì)應(yīng)的球坐標(biāo)方向參數(shù)為 incinc , 。另外，，以平面波向量 方向?yàn)閞e 建立球坐標(biāo)系，其它兩個(gè)方向單位向量為 e 和 e 。平面波電場(chǎng)向量與 的角度為 。 e eincE incH rere e e yzinc inc
【學(xué)位授予單位】：江蘇大學(xué)
【學(xué)位級(jí)別】：碩士
【學(xué)位授予年份】：2015
【分類號(hào)】：TN011

【參考文獻(xiàn)】

相關(guān)期刊論文 前1條

1 楊利霞;沈丹華;施衛(wèi)東;;三維時(shí)變等離子體目標(biāo)的電磁散射特性研究[J];物理學(xué)報(bào);2013年10期

本文編號(hào)：2527394