電大目標的時域及頻域散射場計算方法研究

摘要：時域及頻域散射場計算是電大目標研究中的關鍵環節。本文綜述了時域及頻域散射場計算方法的研究進展，重點關注時域方法和頻域方法，并對兩者進行比較和分析。研究結果表明，時域方法適用于復雜幾何形狀的電大目標，能夠提供高時域分辨率的散射場信息；頻域方法則適用于大規模電大目標，快速計算頻域散射場。本文的研究對于電大目標的散射場計算方法選擇和應用具有一定的借鑒意義。

關鍵詞：電大目標；時域；頻域；散射場計算；方法研究

1.引言

電大目標的時域及頻域散射場計算是電大目標研究中的關鍵環節，它可以提供電大目標在電磁波作用下的響應信息，對于電大目標的特征提取、識別和定位具有重要意義。因此，研究電大目標的散射場計算方法對于電大目標研究具有重要的理論和應用價值。

2.時域散射場計算方法的研究進展

時域散射場計算方法主要包括時域積分方程（TDFIE）方法和時域有限差分（TDFD）方法。

2.1時域積分方程(TDFIE)方法

時域積分方程方法是一種重要的時域散射場計算方法。它將電大目標的表面電流密度與散射場建立了聯系，通過求解時域積分方程可以得到電大目標的時域散射場。常用的時域積分方程方法有時域電磁散射方程（TD-EMIE）方法和時域矢量積分方程（TD-VIE）方法。TD-EMIE方法適用于導體目標的散射場計算，它采用邊界元方法或邊界框方法對電大目標的表面電流密度進行離散，然后通過求解線性系統方程來得到散射場。TD-VIE方法則適用于介質目標的散射場計算，它將電大目標劃分為電場區域和磁場區域，然后通過求解電場和磁場的積分方程得到散射場。

2.2時域有限差分(TDFD)方法

時域有限差分方法是一種常用的數值方法，它通過將Maxwell方程組離散為差分方程來計算時域散射場。時域有限差分方法具有計算精度高、適用范圍廣的特點，可以針對不同的電大目標進行數值模擬與分析。然而，時域有限差分方法的計算量較大，對計算機性能要求較高。

3.頻域散射場計算方法的研究進展

頻域散射場計算方法主要包括多極子展開法和快速多極子算法。

3.1多極子展開法

多極子展開法是一種常用的頻域散射場計算方法，它通過將電大目標表面電流密度進行級數展開，然后將散射場表示為多項式的形式。多極子展開法能夠快速計算頻域散射場，但對于具有復雜幾何形狀的電大目標計算精度較低。

3.2快速多極子算法

快速多極子算法是一種改進的多極子展開法，它通過使用多級多極子展開和快速多極子算法來提高頻域散射場的計算效率和精度。快速多極子算法適用于大規模電大目標的散射場計算，它可以大幅度減少計算量，提高計算速度。

4.時域方法和頻域方法的比較分析

時域方法和頻域方法各有優勢和不足。時域方法適用于復雜幾何形狀的電大目標，能夠提供高時域分辨率的散射場信息；頻域方法適用于大規模電大目標，快速計算頻域散射場。在實際應用中，應根據電大目標的特點選擇合適的計算方法。

5.結論

本文綜述了時域及頻域散射場計算方法的研究進展，重點關注了時域方法和頻域方法，并對兩者進行了比較和分析。研究結果表明，時域方法和頻域方法在電大目標的散射場計算中各有優勢，選擇合適的方法對于電大目標的研究具有重要意義。

綜合比較分析了時域方法和頻域方法在電大目標散射場計算中的優缺點。時域方法適用于復雜幾何形狀的電大目標，提供高時域分辨率的散射場信息；而頻域方法適用于大規模電大目標，能夠快速計算頻域散射場。根據電大目標的特點選擇合適的計算方