[发明专利]一种精确计算双各向异性介质球电磁散射的方法

权利要求书

1. 一种精确计算双各向异性介质球电磁散射的方法，其特征在于包括               如下步骤：

步骤1.利用无源麦克斯韦方程组和双各向异性媒介的本征方程推导出关于磁感应强度B的微分方程；

步骤2.将微分方程中和B相关的因子以球矢量波函数的形式表达出来，然后利用球矢量波函数M,N的正交性质得出一个含参数的矩阵方程，先利用矩阵方程满足非零解的条件计算出该矩阵方程的参数，再将参数代回到含参数的矩阵方程中得到矩阵方程的非零解；

步骤3.构造一个新的函数，用新函数                                               重新表示磁感应强度B，进而求出介质球内部的电磁场，然后把介质球内的电磁场和球外的入射电磁场、散射电磁场代入到边界条件中，得出散射矩阵；

所述步骤1中，将各向异性媒介本征方程中添加一项变为双各向异性媒介，双各向异性媒介的本征方程具体如下：

                                         (1)

  

其中，电位移矢量D、电场强度E、磁场强度H和磁感应强度B都是矢量，以黑色粗体来表示矢量；表示虚数单位；是用来衡量媒介电磁特性的参数；

无源麦克斯韦方程组具体如下：     

                                                   (2a)                             

                                              (2b)                                                                                                                                                                                                                                                                  

                                                      (2c)

                                                      (2d) 

 把式1代入到式2a、2b、2c、2d中， 推导出磁感应强度B的微分方程如下：

                    (3)

其中，符号▽×表示对一个矢量求旋度；ω为电磁波的频率；为的逆；；

所述步骤2中，将式3中写成球矢量波函数的形式，具体如下：

                                             (4)  

            (5)

                            (6)

    其中，与表示一样表示球矢量波函数，上标(1)表示矢量波函数由第一类球贝塞尔函数构成，下标表示球矢量波函数中的参数；表示一个待定量，表示球坐标系中的一个矢量；球矢量波函数前面的系数由媒介本征方程中的张量决定的，且，表示入射电场的场强；

                

将式4、5、6代入到式3中得： 

        (7)

    其中，I是单位矩阵，式21表达的含义是：存在这样的参数k使得方程有非零解，通过矩阵知识知道只需令式21的行列式为零，解出参数，参数记解为，再用代入式20求出方程不为零的解，记；

所述的步骤3中构造新的函数V_l具体如下：

令，相应得到球内部的磁场，电场 ，把球外部的入射电场_、，磁场、散射电场、磁场 代入到如下边界条件中： 

                    

化简整理后得出散射矩阵，这样就计算出雷达散射截面。