分层介质格林函数的快速计算及其应用

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1、分层介质格林函数的快速计算及其应用摘要对自由空间中物体的电磁散射与辐射特性。已经有各种方法对其进行了大量的研究。虽然这些研究成果有很多的应用，但是这些研究没有考虑环境的影响，例如地面、海水、空气。当物体离地面很近时，就需要考虑这些因素对电磁特性的影响。本文引入一种求解有耗地面上方物体的电磁散射和辐射问题的快速算法，能有效地计入地面反射效应对散射和辐射场的影响。引入了一种新型的、具有对称形式的格林函数，这种格林函数可以降低索末菲尔德积分(sI)的个数。分析了索末菲尔德积分的求解方法，选用最陡下降法来求解索末菲尔德积分，可以显著加快sl积分的计算速度。基于上述sI积分的快

2、速算法，计算了有耗地面上方的电偶极子的辐射电场，计算结果与有关文献一致。针对有耗地面上方的线结构天线，采用基于电场积分方程(EFlE)的矩量法，应用分域三角基函数，Galerkin法求解线结构天线的电流分布，并研究了地面参数对天线辐射特性的影响。给出的数值结果证明了上述算法的正确性与有效性。蛀后，本文结合准静态方法，分析了有耗地面上方线状结构的旋转对半波振子辐射特性的影响，研究了其调幅特性与频谱分布，得到了一些有参考价值的结论。关键词：有耗地面。格林函数，索末菲尔德积分，快速算法，电场积分方程，Galcrkin法矩量法．准静态法坌星坌生垫莶里垫垫堡婆盐墨墨苎坐旦Abs

3、tractNumeroustheoreticalandexperimentalinvestigationshavebeenappliedtoelectromagneticscatteringandradiationbyobjectsinfreespace．Althoughsomepos-tiveresultshavebeenachieved，theseapproachesdonotincludetheeffectsofenvironments，suchasgrounds，seawaterandatmosphere，whichhavetobetakenintoaccou

4、ntwhentheobjectsareveryclosetogrounds．AfastmethodforelectromagneticscatteringandradiationproblemsperIinenttoobjectsabovealossygroundispresented，andthescatteringandradiationfieldsbygroundsaretakenintoaccount．Inthisapproach，anewsymmetricalformofGreen’Sfunctionisintroduced，whichcanreduceth

5、enumberofSommerfeldintegrals(SI)involvedintheproblem．Theintegrationalongthesteepestpathsandleading-orderapproximationsareintroducedtoevaluatetheseSommerfeldintegrals，whichcarlgreatlyacceleratethecomputation．Theradiationofanelectricdipoleabovealossygroundiscomputedbasedonthisapproach．For

6、modelingwireantennasabovealossyground，Methodofmoments(MoM)basedontheelectric。fieldintegralequation(EFIE)isappliedbyusingsub-domaintrianglebasisfunctionsandGalerkinmethod．Effectsoflossyground’Sparameteronradiationbehavoirarealsocarefullytreated．Numericalresultsshowthevalidityandefficienc

7、yofthisapproach．Therotatingobjectmodulationofantennaradiationabovealoss),groundisanalyzedbyusingquasi‘stationarymethod，amplitudemodulationandfrequencyspectrumofwhichisalsoachieved．Somevaluableconclusionispresentedforreference．IndexTerms：lossyground，Green’Sfunction，Sommerfeldint