基于FDTD的雷达散射截面积(RCS)分析 |
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FDTD作为一种数值计算方法,需要将计算空间离散成适用于FDTD计算的Yee网格。根据远区场的定义可知,远场区的距离是近场区的几十甚至上百倍。由于计算机的内存有限,这就给FDTD计算造成了很大的困难。目前主要是利用等效原理结合近远场外推技术来计算远场。通过在计算目标周围形成一个包络面,通过包络面上的等效电磁流Js和Ms来计算出散射远场的信息。 电磁流计算如下表: 外推长方体表面 切向场分量 Jn=en×Hs Mn=en×Es Jx Jy Jz Jmx Jmy Jmz i0Δx边界面 Ez、Ey Hz、Hy
Hz -Hy
-Ez Ey iaΔx边界面
-Hz Hy
Ez -Ey j0Δy边界面 Ex、Ez Hx、Hz -Hz
Hx Ez
-Ex jaΔy边界面 Hz
-Hx -Ez
Ex k0Δz边界面 Ey、Ex Hy、Hx Hy -Hx
-Ey Ex
kaΔz边界面 -Hy Hx
Ey -Ex
将散射问题转化为电磁流的辐射问题,从而得到远区电磁场。 以一个典型的介质球散射特性为例,得到其E面以及H面的双站RCS。介质球位于计算空间的中间,采用高斯脉冲进行激励,平面波从z轴方向入射,电场为Ex,磁场为Hy。入射波频率为f=9.375GHz,空间的离散网格大小为δ=λ/42,离散后介质球的半径为40δ,电导率σ=0S/m,磁导率μr=1.0,介电常数为εr=4.0,其E面以及H面RCS如图所示。 计算结果与CST结果基本吻合。
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