Книга "Method of Moments for 2D Scattering Problems" посвящена применению метода моментов (MoM) для расчета поля, рассеянного объектами, такими как канонические объекты (цилиндр или пластина) или случайно шероховатые поверхности, а также объектов над или под шероховатой поверхностью в присутствии рассеивателей. Такие задачи являются активной, междисциплинарной областью исследований с многочисленными практическими применениями в областях, таких как оптика, акустика, геология и дистанционное зондирование. В книге рассматривается 2D-задача, поэтому интегральные уравнения (ИУ) являются скалярными, и рассматриваются только TE (поперечно-электрический) и TM (поперечно-магнитный) поляризации (кросс-поляризации не возникает).
В первой главе книги применяется метод моментов для преобразования ИУ в линейную систему, а во второй главе приводится сравнение MoM с точным решением для поля, рассеянного цилиндром в свободном пространстве и с физической оптикой для рассеяния от пластины в свободном пространстве. В главе 3 представлены численные результаты, полученные с помощью MoM, для когерентных и не когерентных интенсивностей, рассеянных случайно шероховатой поверхностью и объектом под случайно шероховатой поверхностью. В последней главе приводятся те же результаты, что и в главе 3, но для объекта над случайно шероховатой поверхностью. В этих двух последних главах также подробно изучается взаимодействие между двумя рассеивателями путем инвертирования матрицы импеданса по блокам.
Книга содержит также приложение с Matlab-кодами. Авторы книги - Кристоф Бурлье работает в лаборатории IETR (Институт электроники и телекоммуникаций Ренна) в Политехническом университете Нанта (Франция) и является исследователем во Французском национальном центре научных исследований (CNRS) по рассеянию электромагнитных волн от шероховатых поверхностей и объектов для приложений дистанционного зондирования и радиолокационной подписи. Николя Пинель в настоящее время работает исследовательским инженером в лаборатории IETR в Политехническом университете Нанта и собирается присоединиться к Alyotech Technologies в Ренне (Франция). Его научные интересы связаны с радиолокационным и оптическим дистанционным зондированием, рассеянием и распространением волн. Гильдас Кубике отвечен в лаборатории "Экспертиза в электромагнетизме и вычислениях" (EMC) в DGA (Дирекция генерального штаба), министерстве обороны Франции, где работает в области радиолокационной подписи и электромагнитного рассеяния. Его научные интересы включают моделирование радиолокационной подписи и рассеяние электромагнитных волн.
Electromagnetic wave scattering problems from rough interfaces or objects are tackled by considering the Fourier transform of time-harmonic vector fields to the frequency domain. This method provides a decomposition of the scattered field into incident components or radiating modes together with additional unknown contributions arising from the unknown charge distributions or sources associated with the interfaces and objects. The objective of this book is to present the application of the method of moments (MoM), which lies at the heart of rigorous electromagnetic field synthesis / solution process in many areas, e.g., electromagnetics, optics, radar, etc. Specifically, the aim of this freely available publication is to introduce the theory and method to predict electromagnetic fields and their energy behaviour resulting from incident waves impinging on isolated 2D scatterers, as well as on random irregularly shaped interfaces. Readers can expect to examine concepts such as the kernel functions, residue calculus, characteristics impedance, structure factor, gramian matrix solutions, rigorous analytical benchmarks, possible misconfigurations and handwaving explanation of physical properties such as equidistant property in decoding illumination differences within the corrugation structure, Tekeram vs lift off and symmetry prefidence distributions. It is covered in a unifying manner with emphasis on how random structures can significantly be tuned to emerge cancelling out the inevitable corrugations effects and resonance when engineering flat surfaces. Complemented with illustrative simulations using MATLAB code in excruciating detail. Each section of discussion is accompanied by some recent pertinent literature references for further reading purposes. Worth purchasing not only for graduate universities but academics from other EMI branches or research institutes willing to expand their toolbox to realise potential experimental ground truth data and validation. Among the material presented includes the basic principles of the MoM for prediction of electric fields, derivation of a single-scattering operator as a function of eigenvalues and eigenfunctions, formal solution for multi-scattered fields, Strouhal analysis for propagation due to excitation of resonant modes facilitated by 2D enclosures. Appendices contain all required modelling depth user-friendly MATLAB codes. Authors Mr Cristophe Bourlier and/or Mr Nicolas Pinel.
#программы
