因为GTD存在以上不足,因此Kouyoumijan 和 Pathak 提出了一致性绕射理论(UTD)。UTD加入了包括菲涅尔积分的因式,此因式存在为零的阴影边界和为零的反射边界积分以及有限的绕射系数乘积,从而克服了绕射场的发散。然而UTD还无法良好的解决远场在焦散区的发散问题。
Michaeli 将直劈棱边窄带面上的电流作为边缘上的等效电磁流。等效电磁流法(EEC)不是射线光学方法,没有出现射线聚集的情况,解决了UTD在焦散区发散的不足,消除了GTD和PTD的限定,而且远场的计算方向从 Keller 锥扩展到了任意方向,所以可以求解双站RCS。EEC用线积分来代替边缘绕射的贡献,任意边缘都可以计算,无需考虑驻相点,而且结果还更加准确。所以EEC多用来求解边缘不是很简单的目标的雷达截面。
物理光学理论通过对感应场的近似积分而求得散射场,用表面感应电流取代目标本身,这样就解决了平表面和单弯曲表面出现无限大RCS的情况,因为有限的感应电流,所以通过感应电流计算出的远场也就一样是有限的。PO方法的基础是Stratton-Chu方程,同时根据高频电磁场的局部性近似,不考虑感应电流间的互相作用,表面电流只由该处的入射场确定。复杂电大尺寸目标的电磁散射计算因为这种近似有了非常大的方便。
PO法较之于GO方法的应用更为广泛。这是因为PO的计算效率更高,计算精度也要比GO高。但是由于PO法不考虑棱边绕射,而且忽视了感应电流间的相互影响,当物体出现棱边时,精度会有所下降。
物理绕射理论(PTD)是由PO发展而来的。PTD认为总的散射场由PO的散射场和目标边沿的散射场共同组成。PTD中的绕射场是利用对电流进行积分求解的,PTD认为散射总场就是劈的严格解,从散射总场中去掉PO的散射场作用,就可以算出边沿的散射场。因为PO项的奇点和物理绕射系数的奇点正好可以相互消去,因此就解决了GO在阴影边界过渡区和焦散区失效的问题。可惜跟GTD一样,PTD只适用于解决 Keller 锥方向的远场。后来Mitzenr 加入了增量长度绕射系数,将PTD应用范围增加到了任意方向。
弹跳射线法是一种PO与GO组合后发展而来的一种高频近似算法,同时具备PO和GO的两部分优点。开始的时候,SBR将入射电磁场在入射腔口处等效为一系列的光学射线管,这些等效的射线管在腔体里按照光学定律传输,经过一系列反射后会到达腔口,这部分采用了GO的特点;接下来将腔口处的电磁场等效为等效电磁流,从而得到雷达散射截面,这部分采用了PO的特点。
SBR在计算腔体、二面角等会进行多次反射的物体时,与GO与PO相比计算精度大大提高了,是现在一种逐步发展并且使用变得越来越广泛的高频算法。
虽然和多层快速多极子(MLFMM)这种全波分析方法相比,高频近似方法的精度有点低,可是这不会妨碍它在许多的现实项目中的广泛使用。因为高频近似方法的计算速度与全波方法相比几乎全都大大提高,需要的PC内存大大降低,在一般的主机上就可以进行计算。
1950年,特征矩阵被提出后立即就被应用在分析电磁波在各向同性介质中的传播特性;1970年,有人将特征矩阵法推广到了各向异性分层介质中,研究出电磁波在各向异性分层介质中的传播特点[7];紧接着,Berreman 利用矩阵技术推导了电磁波在各向异性介质中的反射和透射的公式[8];后来,J。B。Tchene用反射系数矩阵方法解决了电磁波在具有金属衬底、各向异性分层介质中的反射与透射情况,为后续的研究奠定了基础。
国内,黄培康和殷红成首先推导了金属衬底表面涂覆各向异性介质的表面电磁流以及它们之间的关系[9];接着,他们又利用PO方法解决了复杂目标涂覆各向异性介质时的散射特性[10],得到了很好的对比结果;郑宏兴、葛德彪、张成解决了之前大部分学者只能求解金属物体或者只能涂覆各向同性介质的物体散射特性的研究问题,他们先研究了物体表面反射系数和透射系数的关系,然后进一步研究涂覆各向异性介质的金属表面的反射与透射情况[11];郭辉萍,刘学观,殷红成,黄培康在均匀平面波入射下无限大金属衬底涂覆各向异性材料的表面等效电磁流公式基础上,将PO和多次弹跳的理论相结合,首先研究金属二面角涂覆各向异性材料后的后向雷达散射截面,然后通过很多实例初步论证了涂覆不同的表面材料和不同二面角对后向雷达散射截面的影响,得出了一些有益的结论[12];吴明忠、赵振声、何华辉比较了单轴各向异性吸波材料的正负单轴属性对材料吸波性能的影响[13];吴良超、汪茂光简化了阻抗劈一致性绕射系数的公式,提高了计算的效率 [14];赵林、左钰、冯一军利用多层各向异性介质的电磁波传输矩阵,推导得到涂覆多层各向异性介质的金属衬底上的反射系数,然后通过一些算例证明了这种方法的正确性,为后续的相关研究提供了理论基础 [15];吴先良将物体进行可视化建模之后,分别利用物理光学法 (PO)、阻抗边界条件 (IBC) 、等效电流法 (ECM)、增量长度绕射系数 (ILDC)来计算目标的面元散射、棱边散射、介质边缘散射,然后再一些算例的支持下,验证了这种算法的正确性 [16];徐翠利用弹跳射线法解决了完全涂覆各向异性介质时的雷达散射问题[17];陈磊将物理光学法、等效电磁流法和弹跳射线法分别进行一系列变换得到相应的时域表达式,然后对涂覆目标的RCS进行了计算与验证[18];刘金权推导了多层介质中的谱域格林函数,并将其用在多层微带天线的分析上[19];田森研究了多层完全涂覆介质中的雷达散射问题 [20]。 完全涂覆复杂介质的雷达散射特性国内外研究现状(2):http://www.youerw.com/yanjiu/lunwen_95242.html