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1、第21卷第4期光电技术应用Vol.21,No.42006年8月ELECTRO-OPTICTECHNOLOGYAPPLICATIONAugust.2006文章编号:1673-1255(2006)04-0011-04基于FDTD技术计算目标远场RCS方法的Matlab实现崔方,沈卫东(重庆通信学院,四川重庆400035)摘要:利用LOVE场等效原理,实现了从近场到远场的变换,很好地解决了应用时域有限差分法(FDTD)计算目标远场RCS(远场雷达散射截面)的问题,并应用Matl
2、ab编程成功实现了此算法.最后利用该方法求解了三个实例中的远场RCS问题,并将其计算结果与理论或其他计算方法所得的结果进行了比较,结果吻合较好.关键词:时域有限差分法;Matlab;远场RCS+中图分类号:TN972.1;TP314文献标识码:AImplementationofMatlabProgramforCalculatingtheFarfieldRCSofTargetsbasedonFDTDAlgorithmTechniqueCUIFang,SHENWeidong(ChongqingCo
3、mmunicationInstitute,Chongqing400035,China)Abstract:LOVEsEquivalenceTheoremispresentedtomakethetransformfromnearfieldtofarfieldcometrue,andthefarfieldRCSproblemsaresolvedwellinfinitedifferencetimedomainmethod(FDTD).Atthesametime,theFDTDalgorithmisa
4、lsoachievedbyuseofMatlabprogram.ThreeexamplesaboutfarfieldRCSproblemsareworkedoutatlast.Thedatacalculatediscomparedwithoneinothermethodandtheresultsshowusthatthemethodisfeasible.Keywords:FiniteDifferenceTimeDomainmethod;Matlab;farfieldRCS自时域有限差分法(简
5、称FDTD)问世以来,强大的绘图功能于一体,并可在WINDOWS下FDTD技术发展迅速,特别是在电磁波分析领直接运行,具有漂亮方便的图形操作界面,因而域,它具有极强的实际应用价值.目前,由于计算它具有其他编程语言所无法比拟的优点.机存储量的局限性,单纯的FDTD方法多用于1算法介绍求解近场问题,很难计算目标处于远场的RCS,故如何实现从近场到远场的等效变换成为求解FDTD的基本原理是将以微分形式写成的目标远场RCS的一个焦点.实现从近场到远场Maxwell方程组进行差分离散,基于Yee元细胞的等效变换一般
6、有2种方案:一是在频域范围内理论,将离散的显式差分方程进行迭代求解.这[1][2]进行变换,二是在时域范围内进行变换.鉴种算法避免了传统算法中的矩阵求逆运算,只需于已知被研究电磁散射问题的源的频率,本文采给定初始值,FDTD方法就可以逐步推进地求得用的LOVE场等效原理是第1种方案,从而可以后各个时刻空间电磁场的分布,因而具有其独以避免考虑第2种方案中存在的较为复杂的场特的优越性.在这里限于篇幅的原因,对已经成值收敛问题.为了实现上述算法,本文选择功能熟的FDTD基本理论不做详述.根据Yee元细[3]强、效
7、率高的便于进行科学和工程计算的Mat胞理论,将Maxwell方程组离散后,可以得到lab6.5作为编程工具,它集丰富的数学函数库和直角坐标系下适合Matlab编程计算的6个场量收稿日期:2006-06-16作者简介:崔方(1982-),男,山东济南人,硕士研究生,研究方向为电磁散射、RCS缩减、目标隐身与伪装.12光电技术应用第21卷的迭代公式:Hz(i,j+1,k)-Hz(i,j,k)Ex(i,j,k)=Cx(i,j,k)
8、-Dx(i,j,k)Ex(i,j,k)+-!yHy(i,j,k+1)-Hy(i,j,k)(1)!zHx(i,j,k+1)-Hx(i,j,k)Ey(i,j,k)=Cy(i,j,k)-Dy(i,j,k)Ey(i,j,k)+-!zHz(i+1,j,k)-Hz(i,j,k)(2)!xHy(i+1,j,k)-Hy(i,j,k)Ez(i,j,k)=Cz(i,j,k)-Dz(i,j,k)Ez(i,j,k)+-!xHx(
