二维FDTD圆柱散射问题RCS计算

资 源 简 介

二维FDTD圆柱散射问题RCS计算

详 情 说 明

二维FDTD方法是计算电磁波散射问题的经典数值解法。对于圆柱体散射RCS（雷达散射截面）的计算，主要包含以下几个关键技术环节：

首先需要建立二维FDTD计算区域，将圆柱体置于网格中心。平面波的引入采用总场/散射场分解法，在总场边界处加入入射波激励源。场值迭代采用标准Yee网格的时域更新方程，时间步长需满足CFL稳定性条件。

边界处理采用两种方案：2阶MUR吸收边界通过一维波动方程近似吸收外向波，实现简单但精度有限；UPML边界则通过坐标拉伸技术构造理想匹配层，能实现更好的吸收效果但计算量较大。

近远场变换是RCS计算的关键步骤。在计算区域外围设置虚拟闭合曲面，记录时域近场数据，通过时域到频域的变换和积分运算，外推得到远场散射场。

RCS后处理需计算散射场的幅度和相位，结合入射场强度进行归一化处理。为验证计算结果，可以同时计算圆柱散射的解析解，即基于贝塞尔函数的级数展开解，与数值结果进行对比分析。

整个实现过程需要注意网格离散精度、时间步长选择、边界吸收效果等参数设置，这些因素直接影响最终RCS的计算精度。