免费论文：有耗色散介质中Precursor 波数值领会及运用接洽

有耗色散纽带中目的的电磁波穿透探测，在雷达穿透成像，地物勘测，医术检验和测定等军用和民用范围中有着普遍的运用。因为现有的百般宽带穿透成像雷达的放射波形的重心频次或载频旗号经有耗色散纽带的大幅度衰减，其穿透深度遭到很大控制。当具备笔陡飞腾沿的宽带电磁脉冲在有耗色散介质中传递时会产生precursor波。同放射波形的重心频次或载频旗号比拟，不只precursor波的振动频次范畴与入射波频次具备明显分别，并且precursor波在有耗色散介质中的传递衰减远远小于入射波重心频次或载频重量的衰减。这使得precursor波在雷达穿透成像中的运用供给了极为迷人的波传递个性。正文对准有耗色散介质中宽带电磁波的传递和散射个性及数值计划本领举行了深刻接洽，重要接洽处事及奉献如次：(1) 比拟了普遍循序渐进法、傅立叶变幻法、时域有限差分(FDTD)法等各别本领用来precursor波领会时的优缺陷。对准水、泥土和植被二类遥感中罕见的有耗色散介质，接洽了宽带电磁波在有耗色散介质中传递时爆发precursor波的机理及其传递个性。结核计算截止和表面领会，归结出搀杂纽带中precursor波产生和辨别的三个前提，即：(a) 介质的介电个性在介质耗费、相位常数等上面展现出随频次变革的色散个性；(b) 入射旗号具备较宽的频带构造，且在其频带所掩盖的范畴内传递耗费分别明显；(c) 纽带介电个性具备起码两个低耗费谱段且具备各别的群速，Sommerfeld precursor波和Brillouin precursor波才可同声产生并在传递进程平分秋色摆脱来。(2) 接洽了分层有耗色散纽带中宽带电磁波的传递和散射计划的FDTD本领。鉴于介电常数的多弛豫Debye模子，接收边境沿用实足配合层(PML)，并推导出分割场情势的FDTD方程。对准分层平均有耗色散纽带中目的散射计划的FDTD领会，提出了鉴于矫正一维(1-D) FDTD扶助方程的入射源计划本领，以建立封锁的总场-散射场(TF-SF)边境。该本领不妨实行宽带电磁波斜入射时间层有耗色散纽带中完备TF-SF边境时域入射场的获得，进而可产生紧闭的惠更斯等效面并用来分层有耗色散介质中目的对precursor波散射场的领会。数值计划考证了该本领的精确性和灵验性。(3) 接洽了精细面前提下，有耗色散纽带的介电个性，入射波的入射角和极化办法等参数以及精细面统计特性等对精细面下纽带中precursor波产生和传递的感化。接洽截止表白：(a) 对于具备沟通统计特性的精细面，因为电磁波的波数和衰减与纽带介电个性精细关系，透射波在各别纽带中传递产生的precursor波的传递特性也生存分别；(b) 跟着入射角的增大，透射波的幅度渐渐减小，进而引导precursor波的幅度减小；而因为precursor波在有耗色散纽带中的传递特性在于于纽带的介电个性，同一纽带中幅度衰减具备沟通的趋向；(c) 具备各别统计特性的精细面临电磁波的感化生存鲜明分别。均方根莫大的减少使得精细面与电磁波的彼此效率加重，进而引导有耗色散纽带中央电影企业股份有限公司磁波分别明显，沟通深度各别场所的察看波形平衡后后载波锐减，而precursor波则变革较小。(4) 接洽了有耗色散纽带中目的对precursor波的散射，商量了将precursor波运用于穿透雷完毕像的大概性。辨别沿用Mie级数领会解和矫正的有耗色散纽带FDTD本领，接洽了precursor波散射与放射波形载波散射的分别、以及放射脉冲飞腾功夫和介质参数对precursor波散射的感化。截止表白，时域回波旗号中precursor波的散射明显强于放射波形重心频次或载频旗号的散射，这预见着precursor波在雷达穿透探测与成像中具备潜伏的运用价格。

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