电小尺寸凹槽的远区数值绕射系数.pdf

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1、第16卷第4期电波科学学报ol.16No.4ZOO1年1Z月CHINESEJOURNALOFRAIOSCIENCEDecemberZOO1文章编号1OO5-OBSS(ZOO1)O4-O461-O4电小尺寸凹槽的远区数值绕射系数*田春明闫玉波葛德彪(西安电子科技大学物理系陕西西安71OO71)摘要应用时域有限差分(FDTD)方法和时域加窗技术从物体的时域散射场中分离出劈和凹槽一类散射中心的贡献计算其远区数值绕射系数O对于电小尺寸凹槽的远区数值绕射系数结合微扰法给出了其计算结果O关键词数值绕射系数时域加窗技术FDTD方法中图分类号O451文献标识码AThef

2、ar-zonenumericaldiffractioncoefficientforanelectricallySmallgrooveTIANChun-mingYANYu-boGEe-biao(epa1tmentoPhysisiianUnie1sityianShanxi71OO71China)AbStractThefar-Zonenumericaldiffractioncoefficientiscomputedbyusingthefinite-differencetime-domain(FDTD)methodandtime-gatingtechnigue.

3、Thecon-tributionofascatteringcenterofinterestsuchasaWedgeorgrooVeisisolatedef-fectiVelyfromthetransientresponseofanobject.Someresultsofthefar-Zonenu-mericaldiffractioncoefficientsforanelectricallysmallgrooVearepresentedbyaddi-tionallyusingperturbationmethod.KeywordSnumericaldiffr

4、actioncoefficienttime-gatingtechnigueFDTDmethod了电小尺寸凹槽的远区绕射系数O1引言2远区数值绕射系数和时域加窗技术在几何绕射理论(GTD)中绕射系数用来描写劈一类散射中心的特性O对于一些典型问题例如无限设时域入射波为与散射中心相关联in(Pt)大理想导电劈~半平面及阻抗劈等其绕射系数有解的散射波为其中P为观察点到这类散射i(Pt)析形式O当这类散射中心的绕射系数不具有解析形式中心的距离O入射波和散射波的傅立叶变换分别记为时可以用数值方法获得其绕射系数[1]O在瞬态场入in(P)和i(P)O用散射中心处入射波

5、的射情况当几个散射中心相互分离空间散射场中各值归一化后的频域散射波为散射中心的贡献互相有一定时间延迟因而可以用时i(P)H(P)=(1)间加窗技术分离出各散射中心的贡献再通过Fouri-in(O)它代表频域单位振幅入射波时的散射波O绕射系数er变换得到频域的数值绕射系数O这一方法由是频率和观察点的函数定义为[Z]等提出用以计算金属和介质劈的绕Stratis~TafloVejkP射系数O但该文仅涉及近场区的绕射系数O有人已将(P)=H(P)~Pe(Z)这一方法推广用于计算电小尺寸凹槽和凸起物近场其中k=u代表除去柱面波因子后的散射~OOO区的绕射系数[B]

6、O本文着重讨论远区情况应用时域加窗技术~微扰方法以及FDTD二维瞬态外推计算*收稿日期:ZOO1-O1-OS.基金项目:国防科技预研基金项目(OOJB.Z.DZO11O)462电波科学学报第16卷波O当0->时D(Zc)表示远区绕射系数与0无察点的结果O因此本文把时域加窗技术应用于准时关O域7波形提取出所关心劈角例如劈角A~B或C的散现在考虑如何获取与散射中心相关联的散射波射波形O然后对该波形作傅立叶变换再乘上三维到XCIf(0Zt)O计算中选择适当的物体尺寸使所关心二维的转换因子~2Tc/jc并利用绕射系数的公式的散射中心的散射场能够与入射场~反射场及

7、其它顶(2)便得到该劈角的远区绕射系数随频率的变化情点的绕射场分开因而可以用时域加窗方法获取与该况如图4中实线所示O散射中心相关联的散射波X作为验证的CIf(0Zt)O例子本文计算劈角为90的理想导电劈的远区绕射系数O考虑图1所示方柱体(本例中无凹槽)大小为2601>601AIAI=0.01176mO计算中取FDTD区为921>921AI2O设入射波为TE波高斯脉冲即22-4T(t-t)/TE(t)=e0其中t0=0.8TT=40AtAt=-11AI/2c=1.96>10sO根据入射波的频谱以下计算中选取频率上限为850M~Z相应波长为10=0.353m

8、O计算网格AI取为10/30O图2方柱体TE波时域远区散射场图1计算中所用散射体