近远场变换 matlab,近远场变换要点解析.ppt

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惠更斯面上的等效场可以通过该面周围的场值的平均值来求解，如图6.3-3所示。比如,这两个分量 可以写为：(注：以下公式为计算机语言的编程公式) (6.3-1) (6.3-2) 式中， 。 (注：为了非均匀网格的需要) 与这两种场量对应的电磁流为： (6.3-3) (6.3-4) 其中 是x方向的单位矢量。 6.3.2三维问题的近远场变换 在计算天线的辐射特性时，我们更加关心天线工作频率的辐射方向图，而在散射特性的计算中我们更加关心一段频率内天线的单站RCS，因此决定了在计算辐射特性和散射特性时通常采用不同的近远场外推方法。 6.3.2.1频域近远场变换 由于我们采用脉冲源——时域瞬态场，所以要得到某一个频率的远场方向图，需要采用Fourier变换将瞬态场变换到频域场，利用下式 (6.3-5) FDTD方法中已经计算得到 间隔为 的样本点，将上式右端积分用求和代替，即 (6.3-6) 式中n为时间步，N为入射波脉冲激励下FDTD计算区域得到完整响应所需的总时间步。对磁场采用相同的处理方法。于是数据外推表面上的电磁流频域分量为： (6.3-7) (6.3-8) 如图6.3－4所示 图6.3-4 近远场变换的惠更斯面 下面我们利用辅助位函数法，在频域位函数 (6.3-9) 式中， 为立方体表面积， 定义辐射矢量 , , 为 和 的夹角 则由等效电磁流形成的频域电磁场为 (6.3-10) 在远区，球坐标系下各场分量为 (6.3-11a) (6.3-11b) (6.3-11c) (6.3-11d) (6.3-11e) (6.3-11f) 式中， ，在直角坐标系中 变换到球坐标中 (6.3-12a) (6.3-12b) (6.3-12c) (6.3-12d) 由(6.3-9)可以进一步设 (6.3-13a) (6.3-13b) 则远区的(频域)电磁场分量为 (6.3-14a) (6.3-14b) (6.3-14c) (6.3-14d) 于是只要求得 便可得 。 6.3.2.2时域近远场变换 在计算RCS时，为了获得宽频带RCS特性，通常采用瞬态场外推方法。利用Fourier反变换，将 变换到时域 (6.3-15a) (6.3-15b) 仅考虑电场，则 (6.3-16a) (6.3-16b) 在(6.3-15)中， , 中的时间延迟实际上就是从原点到观察点的场时延。 图6.3-5 瞬态场外推中的时间延迟图解 计算的关键是由外推数据面上的时