分层介质圆柱电磁散射研究分析

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1、AThesisSubmittedinFullyFulfillmentoftheRequirementfortheDegreeofMasterofEngineeringResearchonElectromagneticScatteringofMultilayeredCircularCylinderCandidate:YangFanMajor:Electronics&CommunicationEngineeringSupervisor:Prof.GuoWeiAssociateProf.GuiLiangqiHuazhongUniversityofScience&Technology

2、Wuhan430074,P.R.ChinaMay,2014独创性声明本人声明所呈交的学位论文是我个人在导师指导下进行的研究工作及取得的研究成果。尽我所知，除文中已经标明引用的内容外，本论文不包含任何其他个人或集体已经发表或撰写过的研究成果。对本文的研究做出贡献的个人和集体，均已在文中以明确方式标明。本人完全意识到，本声明的法律结果由本人承担。学位论文作者签名：日期：年月日学位论文版权使用授权书本学位论文作者完全了解学校有关保留、使用学位论文的规定，即：学校有权保留并向国家有关部门或机构送交论文的复印件和电子版，允许论文被查阅和借阅。本人授权华中科技大学可以将本学位论文的全部或

3、部分内容编入有关数据库进行检索，可以采用影印、缩印或扫描等复制手段保存和汇编本学位论文。本论文屈于保密口，在年解密后适用木授权书。不保密口。（请在以上方框内打“V”）学位论文作者签名：日期：年月日指导教师签名：日期：年月日摘要目标电磁散射特性的研究是一个非常重要的基础性研究领域，.H-.tt处于学科研究的前沿。基于学术上许多的新算法都是先在二维问题上得到应用，并且实际中的很多物体可以用柱体模拟，在二维电磁散射研究领域中，柱体目标的散射问题已经得到了很多的研究和应用。譬如森林中电波的传播可以利用多柱体的多重散射理论进行分析研究；当柱体涂有涂层时，我们需要对分层圆柱的散射特性特别

4、是其雷达散射截面(RadarCrossSection,RCS)有着清晰的了解。因此研究复杂圆柱目标如多层偏心圆柱的散射特性，并对电磁场入射到这种复杂冃标进行计算、仿真是非常必要的。木文首先介绍了电磁散射领域中的一些基木理论，例如Maxwell方程、边界条件、雷达散射截面以及波函数的相关理论等等，这些都是分析圆柱目标散射特性的基础。同时，本文从简单模型入手，逐步分析圆柱的散射特性，至多层偏心圆柱体这种复杂模型，并计算了圆柱的散射场。在第三章中，本文重点提出了等效微波网络，为了简化分析复杂的圆柱模型，本文同吋提出了四个等效模块，分别是均匀介质柱的等效S矩阵、理想导体的反射系数、介

5、质圆柱嵌套理想导体圆柱的T矩阵以及偏心转移矩阵。利用这四个模块，木文力图简化对于复杂圆柱模型的散射特性的研究，同时能够得到目标的散射数值。最后，本文对于不同的圆柱目标模型分别利用上述等效模块进行仿真分析，与相关文献结果进行了对比，并在CST微波工作室中建立了相关的模型进行仿真分析，得到RCS结果，同样进行对比分析。通过理论电磁计算、理论仿真和建模仿真的对比分析，其各个模型的最终的二维雷达散射截面即散射宽度与观测角度的关系曲线基本重合，验证了本文提出的等效微波网络的算法有效性，这对于后面的相关研究人员提供了一定的参考价值。关键词：多层偏心圆柱体；柱而波；雷达散射截而；散射特性；

6、CST微波工作室AbstractRecently,thetargetelectromagneticscatteringresearchisaveryimportantfundamentalresearchfield,andithasbeeninforefrontoftheacademicresearch.Forcylinderscattering,ithasgottheextensiveresearchandapplicationasatypicaltwo-dimensionalelectromagneticscatteringproblem.Thisisnotjustbec

7、ausemanyofthenewalgorithmsfirstlyontheacademichavebeenappliedonthetwo-dimensionalissues,alotofcylindercanbeusedtosimulatetheactualobject.Forexample,thestudyonmultiplecylinderscatteringshowsagreatsignificanceoftheresearchontheradiowavespropagationinthefor