多层旋电磁各向异性介质球电磁散射的解析方法
【专利摘要】本发明公开了多层旋电磁各向异性介质球电磁散射的解析方法。本发明步骤如下：步骤1.利用已建立的旋电磁介质球矢量波函数，根据球矢量波函数的特性，得出均匀旋电磁各向异性介质中的电磁场，且该电磁场能用第一和第二类球矢量波函数叠加所表示；步骤2.利用电磁场在球边界上切向连续和球矢量波函数的切向正交的特性，得出多层旋电磁介质球中电磁场用球矢量波函数展开的展开系数的迭代公式；求解该迭代方程，得出散射场用球矢量波函数展开的展开系数，进而得出平面波入射情况多层旋电磁介质球的电磁散射特性。本发明适用于求解一般情况下多层旋电磁各向异性介质球的电磁散射特性。
【专利说明】多层旋电磁各向异性介质球电磁散射的解析方法
【技术领域】
[0001]本发明属于三维介质球电磁散射领域，具体涉及多层旋电磁各向异性介质球电磁散射的解析方法。
【背景技术】
[0002]研究电磁散射一般有三种主要方法，一、数值计算方法，用计算机直接进行计算，如矩量法、有限元等。二是实验方法，分为直接测试和缩比模型测试，三是解析方法，如模展开法、分离变量、波函数法等。解析方法是比较传统的研究方法，有对所研究的模型要求比较高的不足，但因其能给出封闭解，比较有明确的物理意义，是精确解，用其数值结果，可为数值方法和实验方法提供校模依据，故其有重要的理论和实际应用价值，因而解析方法一直是科学家和工程师追求的目标。
[0003]目前各向异性介质球的电磁散射研究的比较广泛，分别对单轴、双轴、等离子体和铁氧体介质开展了解析解研究，通常情况下，等离子体和铁氧体是电和磁对称的，而对更一般的旋电磁各向异性介质的球结构的电磁散射也开展了相应的理论研究工作，相比于前面所列的各向异性介质球电磁散射解析解，旋电磁介质球结构电磁散射解析解的研究成果要弱一点。就 申请人:所知，也就是近两年有这个方面的论文报道，也仅仅是对旋电磁介质球、旋电磁涂覆导体球的电磁散射解析解开展了理论研究。而对多层旋电磁介质球的解析解的研究，不论是解析方法，还是数值方法，都没有看到报道。本发明专利就是对多层旋电磁各向异性介质球电磁散射的解析解开展的理论研究。
【发明内容】
[0004]本发明的目的在于针对现有电磁散射解析解理论的不足，提出一种计算多层旋电磁各向异性介质球电磁散射的解析方法
·[0005]本发明解决其技术问题所采用的技术方案如下:
[0006]步骤1.利用发明人已建立的旋电磁介质球矢量波函数，根据球矢量波函数的特性，得出均匀旋电磁各向异性介质中的电磁场，且该电磁场能用第一和第二类球矢量波函数叠加所表示，具体参看公式(5)。
[0007]步骤2.利用电磁场在球边界上切向连续和球矢量波函数的切向正交的特性，得出多层旋电磁介质球中电磁场用球矢量波函数展开的展开系数的迭代公式。求解该迭代方程，即得出散射场用球矢量波函数展开的展开系数，进而得出平面波入射情况多层旋电磁介质球的电磁散射特性，具体参看公式(9)与(10)的表达式。
[0008]如步骤I所述，将多层旋电磁各向异性媒介本征方程表示成如下的表达式:
[0009]Di, = E Bp = μ? Hp⑴
【权利要求】
1.多层旋电磁各向异性介质球电磁散射的解析方法，其特征在于包括如下步骤: 步骤1.利用已建立的旋电磁介质球矢量波函数，根据球矢量波函数的特性，得出均匀旋电磁各向异性介质中的电磁场，且该电磁场能用第一和第二类球矢量波函数叠加所表示； 步骤2.利用电磁场在球边界上切向连续和球矢量波函数的切向正交的特性，得出多层旋电磁介质球中电磁场用球矢量波函数展开的展开系数的迭代公式；求解该迭代方程，得出散射场用球矢量波函数展开的展开系数，进而得出平面波入射情况多层旋电磁介质球的电磁散射特性。
2.如权利要求1所述的多层旋电磁各向异性介质球电磁散射的解析方法，其特征在于所述步骤I中多层旋电磁各向异性媒介本征方程表示如下:
【文档编号】G06F19/00GK103632028SQ201310405478
【公开日】2014年3月12日 申请日期:2013年9月6日 优先权日:2013年9月6日
【发明者】耿友林, 葛亚岑, 田莹莹 申请人:杭州电子科技大学