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《时域电场积分方程的稳定求解》由会员上传分享，免费在线阅读，更多相关内容在行业资料-天天文库。
1、第19卷第2期电波科学学报Vol.19,No.22004年4月CHINESEJOURNALOFRADIOSCIENCEApril,2004文章编号1005-0388(2004)02-0148-05时域电场积分方程的稳定求解赵延文聂在平徐建华武胜波(电子科技大学电子工程学院,ywzhao@ee.uestc.edu.cn,四川成都610054)摘要提出了一种基于时域电场积分方程的稳定精确数值方法计算任意形状理想导体的时域散射。矢量位的时间导数采用中心差分近似,而标量位采用时间平均表示,并且标量位和矢量位在单元上随时间变化
2、采用单元中心处的值来计算。将该方法与隐式方法相结合可以得到稳定精确的求解结果,而不必对电流密度进行时间或空间平均的处理过程。从模拟结果证明了该方法的稳定性和精确性。关键词时域积分方程,时域电磁散射,有限差分法中图分类号TN011文献标识码AAstablesolutionoftime-domainelectric-fieldintegralequationZHAOYan-wenNIEZa-ipingXUJian-huaWUSheng-bo(SchoolofElectronicEngineering,UniversityofElectronicScienceandTechno
3、logyofChina,ywzhao@ee.uestc.edu.cn,ChengduSichuan610054,China)AbstractAnewstableandaccuratenumericalapproachusingtime-domainelectricin-tegralequation(TDEFIE)ispresentedtocalculatetransientscatteringfromarbitrarilyshapedconductingbodies.Thederivativeofthemagneticvectorpotentialisapprox-imatedwithac
4、entralfinite-difference,thescalarpotentialistime-averagedbydividingitintotwoterms,andboththescalarandvectorpotentialtermsareevaluatedatthecen-troidsofthepatch.Thisapproachcombiningwithanimplicitmethodproducesstableandaccurateresultswithoutresorttoanyaveragingprocesses.Simulationresultsdemonstrateth
5、estabilityandaccuracyoftheapproach.Keywordstime-domainintegralequation,electromagnetictransientscattering,finite-differencemethod1引言大尺寸目标的时域电磁散射问题的计算量和储存量对时域散射和辐射问题的分析和模拟在电磁过于庞大。学、地球物理和声学等领域有着非常重要的作用和传统上,在基于显式(explicit)MOT算法基础上意义。在需要获取目标的超宽带响应数据的实际应求解二阶时间微分的电场积分方程,矢量位随时间用(如雷达目标的探测和识别等)中,采用时域方法变换
6、关系采用公共边的中心近似而标量位采用单元比频域方法的计算效率更高。基于频域积分方程的的重心近似,这不但增加了计算量而且对时间变化[1]的近似误差较大,导致了时间后期解的很快发散。矩量法及其快速运算方法(如:FMM、AIM[2,3,5]为了改善其时间后期不稳定性,通常采用电流在时等)已经得到广泛而深入的研究。然而,对应的时域积分方程(TDIE)法的研究却远远落后,其主间上和空间上平均以及电荷在空间上平均的方[6,7]要原因在于:首先是利用时间步进(MOT)算法求解法,但是这些方法在剖分网格较密时失败,而在[4]TDIE时会出现时间后期不稳定性;其次,对于电网格较粗时解的误差又较大,因此实际上这
7、些方法收稿日期:2003-06-03.基金项目:国家自然科学基金资助项目(60371009)第2期赵延文等:时域电场积分方程的稳定求解149+-无法得到精确而稳定的解。采用隐式(implicit)式中ln为三角形单元Tn和Tn公用边的长度,MOT算法和选择适当的时间基函数和空间基函数+-+-An和An分别为三角形单元Tn和Tn的面积。可以在一定程度上改善MOT算法的时间后期稳定[
