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對于介質體散射模型 ,將介質體 (損耗介質 )可以等效為在外形上強加一個等效阻抗 ,從而應用阻抗邊界條件來進行計算。對于圖 4中兩介質體 (介質體 1為自由空間 )的等效阻抗計算公式表達為 [ 13214 ]
式中 :d為介質體 2的厚度 ;k1為自由空間波數 ,具體算式見式 (1)注釋 ;ηi(i =1 , 2)為介質體 i的
歸一化特征阻抗 ,算式定義為
i/εi。
當介質 2為非理想導體 ,其邊界面上的阻抗邊界條件可表示為 [15 ]
E-(n1 E)n = ηZ0 n ·H(8) 對于 Ez極化的二維情形 ,可具體表示為
9 Ez = j k0 μ1 Ez (9)9n η2
兩式中的符號含義見式 (1)。對于式 (9)的邊界條件可在式 (5)及式 (6)置入并進行數值計算。表 2中給出了其縮比模型與原始模型在不同阻抗下的 RCS數值計算值及其相對誤差值。
從表 2可以看出來 ,隨著阻抗變大 ,介質體外形縮比模型采用導體外形縮比模型測量原則計算得到的初始模型 RCS值與原始模型相比較 ,其相對誤差也越來越大。不過當阻抗值在 01 5以下時 ,相對誤差還是可以容許的。
表 2 介質體翼型原始模型與縮比模型的 RCS計算值 Table 2 RCS numerical results of different scaling2down medium airfoil models
阻抗 /Ω 11 000 01 01 447 21
模型 /頻率 ( GHz) RCS/ m Error/ % RCS/ m Error/ %
1 ∶1/ 5 1 ∶2/ 10 1 ∶3/ 15 1 ∶4/ 20 阻抗 /Ω 01 041 755 01 018 918 -91 385 7 01 014 585 41 789 8 01 011 258 71 848 2 01 316 23 01 047 665 01 022 691 -41789 7 01 016 206 11999 4 01 012 201 21389 601 223 61
模型 /頻率 ( GHz) RCS/ m Error/ % RCS/ m Error/ %
1 ∶1/ 5 1 ∶2/ 10 1 ∶3/ 15 1 ∶4/ 20 01 049 173 01 023 577 01 016 618 01 012 44 -41 105 9 11 384 9 11 193 7 01 050 214 01 024 168 01 016 9 01 012 603 -31 74 01 967 86 01 394 31
(7)
η2 + jη1tan k1 d
η1 + jη1tan k1 d
4 結 論
基于二維電磁散射的有限元數值計算原理 ,在驗證了計算單元尺度收斂性的工作基礎上 ,首先對導體縮比模型的散射規律進行了數值計算驗
參 考 文 獻
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