目标与环境电磁散射特性建模

绪论

参考文献

第1章 电磁理论及电磁散射基础

1.1 麦克斯韦方程组

1.2 本构关系式

1.3 边界条件

1.3.1 一般边界条件

1.3.2 阻抗边界条件

1.4 坡印廷矢量

1.5 矢量位和标量位

1.6 几个重要定理

1.6.1 唯一性定理

1.6.2 镜像法

1.6.3 等效原理

1.6.4 感应定理

1.6.5 对偶定理

1.6.6 互易定理

1.7 雷达目标散射截面及其求解

1.7.1 雷达散射截面的定义

1.7.2 雷达散射的三个特征区域

1.7.3 雷达目标散射问题的典型解

参考文献

第2章 电磁散射的解析方法

2.1 分离变量法

2.1.1 交变电磁场与波动方程

2.1.2 规则坐标系下矢量波函数

2.2 多层介质球的电磁散射

2.2.1 均匀介质球电磁散射

2.2.2 内部场和散射场的矢量球谐函数展开

2.2.3 介质球电磁散射的角函数

2.2.4 均匀球的散射场特性

2.2.5 多层球的电磁散射

2.3 多层介质柱的电磁散射

2.3.1 均匀介质柱的电磁散射

2.3.2 无限长多层圆柱的电磁散射

2.4 椭球对平面波的电磁散射

2.4.1 平面波用椭球谐矢量波函数的展开

2.4.2 均匀椭球对平面波的电磁散射

2.4.3 均匀导体椭球对平面波的电磁散射

2.4.4 均匀椭球对平面波的电磁散射数值计算

2.5 有限波束的电磁散射

2.5.1 无限长多层圆柱对波束的电磁散射

2.5.2 多层球对高斯波束的电磁散射

2.5.3 多层圆柱和多层球对高斯波束的散射的数值计算

2.5.4 旋转椭球对高斯波束的散射

参考文献

第3章 电磁散射的积分方程方法

3.1 格林函数

3.1.1 标量格林函数

3.1.2 矢量波动方程和并矢格林函数

3.1.3 半空间问题的格林函数

3.2 积分方程

3.2.1 导体目标的表面积分方程

3.2.2 细导线目标的线积分方程

3.2.3 介质目标的积分方程

3.3 矩量法

3.3.1 矩量法的基本原理

3.3.2 基函数和测试函数

3.3.3 脉冲基函数和三角形基函数

3.3.4 基于三角片元的RWG基函数

3.3.5 基于RWG基函数的理想导体目标的矩量法

3.3.6 基于RWG基函数的均匀介质目标的矩量法

3.3.7 非均匀介质目标的矩量法

3.3.8 矩阵方程的求解

3.4 极低频问题的矩量法

3.4.1 极低频情况下普通矩量法的局限性

3.4.2 环状基函数和树状基函数

3.4.3 电场积分方程的矩量法实现

3.4.4 磁场积分方程的矩量法实现

3.5 特殊结构的矩量法

3.5.1 线一面接头基函数及其矩量法实现

3.5.2 基于物理特性的新型基函数及其应用

3.6 矩量法中格林函数奇异性的处理

3.6.1 线结构的奇异性处理

3.6.2 面结构的奇异性处理

3.6.3 线一面连接结构的奇异性处理

3.7 开放结构积分方程的精确形式

3.7.1 开放细导线结构的精确电场积分方程

3.7.2 开放导体结构的精确电场积分方程

3.7.3 介质体的精确电场积分方程

参考文献

第4章 电磁散射的微分方程方法

4.1 有限元法的基本步骤

4.2 二维电磁散射的标量有限元求解

4.2.1 问题的数学描述

4.2.2 二维吸收边界条件

4.2.3 二维电磁有限元的泛函

4.2.4 二维电磁有限元的标量基函数

4.2.5 二维电磁有限元泛函的离散

4.2.6 有限元矩阵边界条件的强加

4.2.7 算例

4.3 三维电磁散射的矢量有限元求解

4.3.1 问题的数学描述

4.3.2 三维吸收边界条件

4.3.3 三维电磁有限元的泛函

4.3.4 三维电磁有限元的矢量基函数

4.3.5 泛函变分表达式的离散

4.3.6 线性方程组的求解

4.3.7 有限元稀疏矩阵的存储

4.3.8 远区散射场的计算

4.3.9 算例

4.4 时域有限差分方法的基本格式

4.4.1 Yee元胞

4.4.2 直角坐标中的FDTD：三维情形

4.4.3 直角坐标中的FDTD：二维情形

4.4.4 直角坐标中的FDTD：一维情形

4.4.5 空间间隔与时间间隔的选取

4.5 截断边界——Mur吸收边界条件

4.5.1 Engquist—Majda吸收边界一单向行波方程方法

4.5.2 一阶和二阶近似公式

4.5.3 Mur吸收边界条件的FDTD形式

4.5.4 棱边和角顶点的特殊考虑

4.6 截断边界——完全匹配层

4.6.1 平面波入射到半空间单轴介质分界面情形

4.6.2 单轴各向异性分界表面的无反射条件：匹配矩阵

4.6.3 棱边和角顶区

4.6.4 三维UPML的时域公式

4.6.5 三维UPML的FDTD公式

4.7 近场一远场外推

4.7.1 等效原理

4.7.2 时谐场外推公式

4.7.3 封闭面积分计算的平均值方法

4.7.4 瞬态场外推公式

4.7.5 瞬态场外推的投盒子方法

参考文献

第5章 高频渐近技术

第6章 电磁散射计算的混合方法

第7章 数值分析中的高效算法

第8章 随机介质电磁散射与辐射传输

第9章 电磁散射计算的并行算法

第10章 电磁散射测量和模型的校模验证

参考文献

《目标与环境电磁散射特性建模——理论、方法与实现》系统介绍了目标与环境电磁散射理论及各类分析、计算方法，讨论了这些算法的原理、实施技术和适用范围，以及相关理论、技术的发展和展望；同时，也介绍了与上述内容密切相关的目标与环境的几何建模、电磁散射特性的测量以及模型的校模、验证方法。分为“基础篇”和“应用篇”上、下两册。“基础篇”重点介绍了目标与环境电磁特性建模的理论、方法和实现途径，共有10章内容，主要包括电磁理论及电磁散射基础、电磁散射的解析方法、电磁散射的积分方程方法、电磁散射的微分方程方法、高频渐近技术、电磁散射计算的混合方法、数值分析中的高效算法、随机介质电磁散射与辐射传输、电磁散射计算的并行算法、电磁散射测量和模型的校模验证等。《目标与环境电磁散射特性建模：理论、方法与实现（基础篇）》由国内长期从事目标与环境特性研究的众多知名专家联合撰写而成，内容贴近工程实用需求，适合于高等学校相关专业高年级本科生及研究生、相关科研院所的工程技术人员作为学习、研究目标与环境电磁散射问题的参考书。