电磁波传播的抛物方程方法PDF电子书下载

第1章 绪论 1

第2章 抛物方程框架 4

2.1 引言 4

2.2 基本推导 5

2.2.1 近轴波动方程 5

2.2.2 圆柱坐标系 7

2.3 平方根算子近似 8

2.3.1 标准抛物方程 8

2.3.2 宽角形式 9

2.4 真空中传播 10

2.4.1 角谱 10

2.4.2 真空中的SPE 11

2.4.3 平方根算子 12

2.5 与菲涅耳-基尔霍夫绕射比较 13

第3章 抛物方程算法 15

3.1 引言 15

3.2 SPE的Split-step公式 15

3.2.1 水平均匀 16

3.2.2 水平不均匀 17

3.2.3 算子实现 18

3.3 Split-step正弦变换解法 18

3.3.1 波导：离散正弦变换解 20

3.3.2 无限边界问题的离散 22

3.3.3 抽样和域截断 23

3.4 宽角步进算法 25

3.5 有限差分法 27

3.5.1 窄角情况 28

3.5.2 Claerbout近似 30

3.6 发射源模型 30

第4章 对流层无线电传播 32

4.1 引言 32

4.2 无线电折射指数 32

大气吸收 34

4.3 无线电传播的波动方程 35

边界条件 39

4.4 地球平坦变换 40

4.5 二维波动方程总结 43

4.6 对流层无线电传播PE 44

4.7 路径损耗 44

4.8 孔径场 46

第5章 射线和波模 48

5.1 引言 48

5.2 射线追踪 49

5.2.1 基本原理 49

5.2.2 分段线性剖面 51

5.3 波模理论 53

5.3.1 基本原理 53

5.3.2 分段线性剖面 55

第6章 海上传播 58

6.1 引言 58

6.2 蒸发波导 58

6.3 双线性和三线性剖面 63

6.4 距离的变化 66

6.5 折射率测量数据 68

6.6 大气吸收 70

第7章 不规则地形模型 73

7.1 引言 73

7.2 地形模型 73

7.2.1 阶梯地形模型 73

7.2.2 分段线性地形 75

7.2.3 共形映射 76

7.3 有限差分实现 78

7.4 算例 79

7.4.1 地球绕射 79

7.4.2 多刃峰绕射 80

7.4.3 地形和波导的联合效应 86

第8章 域截断边界 88

8.1 引言 88

8.2 吸收层 89

8.3 完全匹配层 90

8.4 非本地边界条件 91

8.5 绕射非本地边界条件 92

8.5.1 均匀介质 92

8.5.2 线性介质 93

8.5.3 算法实现 95

8.5.4 算例 97

8.6 传输NLBCs 100

8.6.1 线性介质中高天线 101

8.6.2 悬空波导算例 102

8.7 输入能量分步PE 104

第9章 阻抗边界模型 107

9.1 引言 107

9.2 水平分界面边界条件 107

9.2.1 Leontovich边界条件 110

9.2.2 小角度的GIBC 110

9.2.3 反射系数 112

9.3 有限差分实现 113

9.4 混合傅里叶变换 114

9.4.1 连续混合傅里叶变换 114

9.4.2 离散混合傅里叶变换 116

9.5 算例 120

9.5.1 视距传播 120

9.5.2 表面波 120

9.5.3 恢复效应 121

第10章 粗糙海面传播 123

10.1 引言 123

10.2 随机粗糙面 123

10.3 海表面谱 124

10.4 表面粗糙度和镜反射 125

10.5 粗糙海面HF传播 125

10.5.1 微扰法 125

10.5.2 10MHz传播 126

10.6 粗糙海面波导传播 127

10.6.1 粗糙度衰减因子 127

10.6.2 擦地角估计 128

10.6.3 表面波导传播 130

第11章 混合方法 133

11.1 引言 133

11.2 无线物理光学 133

11.3 水平PE 137

11.3.1 均匀介质 138

11.3.2 线性介质 139

11.3.3 谱分解和数值实现 140

11.3.4 算例 141

11.4 高天线 143

11.5 地空路径 146

第12章 二维散射 151

12.1 引言 151

12.2 Padé方案 152

12.2.1 Padé-（1,1）方案 156

12.2.2 Padé-（1,0）方案 157

12.2.3 Padé-（2,1）方案 159

12.3 分步Padé-（2,1）方法 162

12.4 宽角NLBCs 165

分步Padé实现 167

12.5 模拟散射场 169

12.5.1 反射小平面模型 169

12.5.2 旋转PE方法 170

12.5.3 边界条件 171

12.5.4 初始场 172

12.5.5 数值实现 172

12.5.6 考虑近场／远场 173

12.6 例子 173

12.6.1 圆柱体 173

12.6.2 L形物体 177

12.6.3 2D飞机形状 178

第13章 标量波动方程的三维散射 180

13.1 引言 180

13.2 轴对称抛物方程 180

区域截断 181

13.3 X射线光学的应用 184

13.4 一般的三维情形 189

13.4.1 三维Padé-（1,0）方法的实现 192

13.4.2 双步法 194

13.5 粗糙面模型 195

13.6 建筑物散射 196

13.6.1 垂直入射 196

13.6.2 斜入射 197

13.6.3 毫米波建筑物散射 200

第14章 矢量PE 202

14.1 引言 202

14.2 矢量PE框架 202

14.3 应用 205

14.4 算例 205

14.4.1 双站散射几何图形 205

14.4.2 圆柱体 206

14.4.3 球体 207

14.4.4 NASA杏仁 209

14.4.5 F117飞机 211

附录A 艾里函数 213

A.1 艾里微分方程 213

A.2 艾里函数的零点 214

附录B 远场表达式 216

B.1 二维的情形 216

B.1.1 远场公式 217

B.1.2 近场／远场变换 217

B.1.3 收发分置的RCS 218

B.2 三维的情形 219

B.2.1 远场公式 220

B.2.2 近场／远场转换 220

B.2.3 双站（收发分置）RCS 220

附录C 模级数的理论推导 222

C.1 引言 222

C.2 线性剖面的模 223

C.3 泛函分析构架 224

C.3.1 复高度 224

C.3.2 T的预解式 225

C.4 线性情形的模式展开 227

C.4.1 自伴情形 227

C.4.2 联合解 228

C.4.3 有限阻抗情形 230

C.5 线性情形的微扰 234

附录D 能量守恒 237

D.1 二维问题 237

D.2 三维问题 238

D.3 PE解的唯一性 239

参考文献 240