电磁散射计算已经成为电磁学领域中主要的研究方向之一,快速并精确地分析复杂多目标的电磁散射特性无论是在理论学习上还是实际应用中都显得尤为重要。特征基函数法(CBFM)是矩量法(MoM)发展应用中的一个重要分支,是一种基于分块和高阶基函数概念求解散射问题的快速算法。本文紧密围绕此高效算法,讨论如何更有效地将其应用于不同类型目标的电磁散射问题分析中,并且为了更充分地利用该方法,文中将以Foldy-Lax多径散射概念为基础的CBFM扩展为多层特征基函数法(ML-CBFM),通过将子块进行多层划分来控制求解矩阵维数的大小和计算精度。本文首先阐述了MoM的基本概念以及应用该方法求解电磁散射问题的具体步骤,紧接着介绍了分析三维介质目标电磁散射问题的体积分方程以及其矩量法解。随后,运用以Foldy-Lax多径散射概念为基础的CBFM分析了三维介质目标的电磁散射特性,将其数值结果与MoM做了比较,验证了此方法的高效性。然后将该方法应用到对称多介质目标的分析中,并结合互阻抗近似方法,通过只存储自阻抗而实时近似计算互阻抗来降低存储需求。其次本文通过对CBFM的深入分析且综合权衡计算时间和计算精度,将以Foldy-Lax多径散射概念为基础的CBFM扩展为ML-CBFM,并应用该方法计算了三维介质目标的远区散射场,且将数值结果与传统CBFM做了比较,结果表明ML-CBFM的计算效率明显提高。为了进一步验证ML-CBFM的有效性,运用此方法对使用蒙特卡罗(Monet-Carlo)方法模拟产生的三维随机分布多目标的电磁散射特性进行了分析,并对其数值结果进行讨论。最后对以Foldy-Lax多径散射概念为基础的CBFM和ML-CBFM进行了系统的总结分析,对今后进一步研究复杂电大尺寸目标的电磁散射特性奠定了基础。
