有限元-邊界法在光電目標(biāo)散射計算中的應(yīng)用

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1、萬方數(shù)據(jù)第4卷第2期2011年4月中國光學(xué)ChineseOpticsV01．4No．2Apr．2011文章編號1674-2915(2011)02-0169-06有限元一邊界法在光電目標(biāo)散射計算中的應(yīng)用陳兆兵1，郭勁1，林森2(1．中國科學(xué)院長春光學(xué)精密機(jī)械與物理研究所，吉林長春130033；2．中國人民解放軍裝甲兵技術(shù)學(xué)院，吉林長春130117)摘要：為了解決三維目標(biāo)電磁散射計算中準(zhǔn)確性與有效性的矛盾，建立了有限元-邊界法的計算模型，對三維腔體目標(biāo)的電磁散射計算方法進(jìn)行了研究。首先，分析了針對三

2、維電磁腔體目標(biāo)的電磁散射計算邊界積分方法，引入了矢量格林函數(shù)，利用麥克斯韋方程得到電磁場形式與三維腔體形式的關(guān)系，建立了三維開口腔體邊界模型；然后，結(jié)合光電目標(biāo)曲面建模方法及高階基函數(shù)的方法，建立了三維光電目標(biāo)的有限元泛函，完成了有限元-邊界法在三維腔體目標(biāo)電磁散射計算中的應(yīng)用；最后，進(jìn)行了實例驗證。分析顯示，當(dāng)三維腔體內(nèi)部為空或為各向異性物質(zhì)時，角度吻合非常理想，與傳統(tǒng)模式匹配法所得結(jié)果的吻合度達(dá)90％以上。結(jié)果表明，采用本方法對三維腔體目標(biāo)進(jìn)行電磁散射計算，準(zhǔn)確度、效率均有所提高。關(guān)鍵詞：光

3、電目標(biāo)；電磁散射；有限元；邊界積分中圖分類號：TN97；TP312文獻(xiàn)標(biāo)識碼：AApplicationofFE--BItocalculationofopto·-electronictargetscatteringCHENZhao．bin91，GUOJinl，LINSen2(1．ChangchunInstituteofoptics，F(xiàn)ineMechanicsandPhysics，ChineseAcademyofSciences，Changchun130033，China；2．ArmorTechni

4、queInstituteofthePeople’sLiberationArmy，Changchun130117，China)Abstract：Inordertosolvethecontradictionbetweenveracityandvalidityforcalculatingthethree—dimension—altargetelectromagneticscattering，acalculatormodeaboutFiniteElement—BoundaryIntegral(FE—BI

5、)wassetuptocalculatethethine-dimensionaltargetelectromagneticscattering．Firstly，thethree—dimensionaltargete-lectromagneficscatteringcalculationborderlineintegralWasanalyzed，andthevectorGreenfunctionWasintro—duced．Onthebasisoftheconnectionbetweenelect

6、romagnetismformandthree．dimensionalcavityform，thethree—dimensionalhatchcavityborderlinemodeWassetup．Then，thefiniteelementcommonlyfunctionWas收稿EtWl：2010·11-11；修訂日期：2011-02-13萬方數(shù)據(jù)170中國光學(xué)第4卷establishedbycombiningtheopticaltargetsurfacemodelingmethodwith

7、thehigherorderfunctionmethod，andtheapplicationoftheFE--BItocalculatingthree·-dimensionaltargetelectromagneticscatteringwasa·-chieved．Finally，thefollowingexampleanalysiswasproved．Itisshownthattheangletallyisveryidealwhenthedimensionalbosomisemptyorani

8、sotropicmatter．Theconsistaneehasbeen90％鵲comparedwiththetraditionalmatchingmethod．Inconclusion，theveracityandvalidityofcalculationareimprovedbythepro—posedmethod．Keywords：opto-electronictarget；electromagneticscattering；finiteelement；boundaryintegral1引