專利名稱：一種精確計(jì)算雙各向異性介質(zhì)球電磁散射的方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明屬于電磁散射理論計(jì)算領(lǐng)域，具體涉及一種精確計(jì)算雙各向異性介質(zhì)球電磁散射的方法。
背景技術(shù)：
求解電磁散射比較傳統(tǒng)的研究方法就是解析法，這一直是科學(xué)家追求的目標(biāo)。所謂解析研究法是一種封閉形式的數(shù)學(xué)解答的方法，是直接求由麥克斯韋方程組導(dǎo)出的各種數(shù)學(xué)方程。對(duì)于某些邊界條件規(guī)則的電磁問(wèn)題非常有效。解析解可以為其他數(shù)值計(jì)算提供比較有效的數(shù)據(jù)，對(duì)數(shù)值計(jì)算結(jié)果的正確性進(jìn)行驗(yàn)證，并能給出清晰的物理概念，因而具有非常重要的指導(dǎo)性意義。恒定磁場(chǎng)作用下的等離子體和鐵氧體等媒質(zhì)，它們的電磁特性要分別用張量介電常數(shù)i和張量磁導(dǎo)率P來(lái)描述，即D= = 它們具有各向異性的性質(zhì)，稱為各向異性煤質(zhì)。對(duì)于各向異性介質(zhì)球電磁散射解析解的研究現(xiàn)在開展得比較廣泛，用不同的解析方法也能計(jì)算出球的雷達(dá)散射截面。雙各向異性媒介使得提供的電場(chǎng)與磁場(chǎng)之間的交叉耦合，對(duì)于求解此種介質(zhì)球的解析解變的很困難。所以雙各向異性介質(zhì)球電磁散射解析解的研究很少幾乎沒(méi)有。

發(fā)明內(nèi)容
本發(fā)明的目的在于針對(duì)現(xiàn)有技術(shù)的不足，提出一種精確計(jì)算雙各向異性介質(zhì)球電磁散射的方法，同時(shí)證明球矢量波函數(shù)適用于雙各向異性介質(zhì)。本發(fā)明解決其技術(shù)問(wèn)題所采用的技術(shù)方案如下:
步驟1.利用無(wú)源麥克斯韋方程組和雙各向異性媒介的本征方程推導(dǎo)出關(guān)于磁感應(yīng)強(qiáng)度B的微分方程；
步驟2.將微分方程中和B相關(guān)的因子以球矢量波函數(shù)的形式表達(dá)出來(lái)，然后利用球矢量波函數(shù)M，N的正交性質(zhì)得出一個(gè)含參數(shù)的矩陣方程，先利用矩陣方程滿足非零解的條件計(jì)算出該矩陣方程的參數(shù)，再將參數(shù)代回到含參數(shù)的矩陣方程中得到矩陣方程的非零解；步驟3.構(gòu)造一個(gè)新的函數(shù)，用新函數(shù)Y重新表示磁感應(yīng)強(qiáng)度B，進(jìn)而求出介質(zhì)球內(nèi)部的電磁場(chǎng)，然后把介質(zhì)球內(nèi)的電磁場(chǎng)和球外的入射電磁場(chǎng)、散射電磁場(chǎng)代入到邊界條件中，得出散射矩陣。如步驟I所述，將各向異性媒介本征方程中添加一項(xiàng)變?yōu)殡p各向異性媒介，雙各向異性媒介的本征 方程具體如下:
D = E E + ξ H B - μ H(I)
權(quán)利要求
1.一種精確計(jì)算雙各向異性介質(zhì)球電磁散射的方法，其特征在于包括如下步驟: 步驟1.利用無(wú)源麥克斯韋方程組和雙各向異性媒介的本征方程推導(dǎo)出關(guān)于磁感應(yīng)強(qiáng)度B的微分方程； 步驟2.將微分方程中和B相關(guān)的因子以球矢量波函數(shù)的形式表達(dá)出來(lái)，然后利用球矢量波函數(shù)M，N的正交性質(zhì)得出一個(gè)含參數(shù)的矩陣方程，先利用矩陣方程滿足非零解的條件計(jì)算出該矩陣方程的參數(shù)，再將參數(shù)代回到含參數(shù)的矩陣方程中得到矩陣方程的非零解；步驟3.構(gòu)造一個(gè)新的函數(shù)，用新函教X重新表示磁感應(yīng)強(qiáng)度B，進(jìn)而求出介質(zhì)球內(nèi)部的電磁場(chǎng)，然后把介質(zhì)球內(nèi)的電磁場(chǎng)和球外的入射電磁場(chǎng)、散射電磁場(chǎng)代入到邊界條件中，得出散射矩陣； 所述步驟I中，將各向異性媒介本征方程中添加一項(xiàng)變?yōu)殡p各向異性媒介，雙各向異性媒介的本征方程具體如下:
全文摘要
本發(fā)明提出了一種精確計(jì)算雙各向異性介質(zhì)球電磁散射的方法。本發(fā)明步驟如下1.利用無(wú)源麥克斯韋方程組和雙各向異性媒介的本征方程推導(dǎo)磁感應(yīng)強(qiáng)度B的微分方程；2.將微分方程中和B相關(guān)的因子以球矢量波函數(shù)的形式表達(dá)，然后利用球矢量波函數(shù)M,N的正交性質(zhì)得出一個(gè)含參的矩陣方程，先利用矩陣方程滿足非零解的條件計(jì)算出該矩陣方程的參數(shù)，再將參數(shù)代回到含參數(shù)的矩陣方程中得到矩陣方程的非零解；3.構(gòu)造一個(gè)新的函數(shù)，用新函數(shù)重新表示磁感應(yīng)強(qiáng)度B，進(jìn)而求出介質(zhì)球內(nèi)部的電磁場(chǎng)，然后把介質(zhì)球內(nèi)的電磁場(chǎng)和球外的入射電磁場(chǎng)、散射電磁場(chǎng)代入到邊界條件中，得出散射矩陣。本發(fā)明適用于求解電尺寸較小的雙各向異性介質(zhì)球的電磁散射。
文檔編號(hào)G06F19/00GK103235888SQ201310156058
公開日2013年8月7日 申請(qǐng)日期2013年4月27日 優(yōu)先權(quán)日2013年4月27日
發(fā)明者耿友林, 翁海峰 申請(qǐng)人:杭州電子科技大學(xué)