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电磁波与复杂目标/环境的相互作用理论、方法与应用

聂在平  陈涌频  
【摘要】:随着计算电磁学理论与方法研究的迅猛发展,通过数值模拟精确地量化研究电磁波与目标/环境相互作用的物理原理与相关规律已成为可能;相应的数值模拟和理论预估可为复杂环境中的目标探测与识别、地下资源的勘探开发、地海空天环境中的信息获取、电磁隐身设计和电磁对抗研究等技术研发提供坚实的理论基础,激励崭新的创新思路.精确高效的数值模拟与理论预估工具的研发与应用,将促使相关技术研发在质量与水平上产生新的飞跃.本文首先简要介绍了电磁波与目标/环境相互作用的研究背景与科学问题,总结了国内外的相关研究现状.接着,本文重点论述了半空间背景介质中目标复合散射理论建模与数值方法研究的基础理论及主要研究进展,包括半空间Green函数及其高效计算方法,以及半空间问题的积分方程高效数值方法等.最后,提出了电磁波与目标/环境相互作用的重点研究领域及展望,包括:具有高参数对比度的半空间与目标复合散射理论模型和数值方法的深化研究;半空间背景中超电大目标复合散射的高效数值分析;半空间背景中超电大目标复合散射的不同近似数值模型的研究;半空间背景中超电大目标复合散射的各类射线分析模型及其与基于高效数值解的精度比较分析;环境粗糙地、海面电磁散射的随机时变模型与目标电磁散射的确定性模型的融合方法 (例如半空间背景介质中目标差场雷达散射截面RCS与粗糙面杂波贡献作为加性噪声)及其规律性与适应性研究;与传感器相结合的半空间背景介质中目标复合散射的数值模型及其应用研究;分层介质低频近场探测中的空间选择性和自适应聚焦方法;大规模可信电磁计算中的数理模型验证、校核与评价,等等.

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