张凡[1]2014年在《非均匀各向异性阻抗目标电磁散射建模方法研究》文中研究表明理想导电目标表面涂覆各向异性介质情形下的电磁散射问题,近年来在电波传播、目标特性、雷达探测、电磁兼容、微波遥感、电子对抗、天线辐射等领域有着广泛的应用,具有重要的工程应用前景。目标表面涂敷的各向异性介质不光可以吸收雷达的入射波,还能通过改变介质光轴的方向控制散射场的空间分布,将散射能量集中到雷达的非探测方向,从而实现目标的隐身设计。各向异性阻抗作为一种广泛采用的等效模型,将导电目标表面涂敷的薄介质等效为无厚度的阻抗表面,各向异性介质采用表面阻抗并矢来表征。并通过阻抗边界条件(IBC)在目标表面建立切向电场和切向磁场之间的关系。由于目标表面阻抗与入射波的入射方向以及极化都是有关系的,对于复杂目标的目标表面的不同局部,其表面阻抗也是不一致的,这就导致了各向异性阻抗目标表面阻抗具有不均匀性。且在实际工程应用中目标表面涂覆的各向异性介质材料不可能是完全均匀的,由此得到的阻抗等效模型其表面阻抗也应是非均匀的,如由沙石、土壤、植被等组成的地面是非均匀的,只能等效为非均匀各向异性阻抗。为此,基于实际工程应用的需要,研究非均匀各项异性阻抗目标的电磁散射特性是非常必要的。本文基于阻抗边界条件,研究了非均匀各向异性阻抗目标电磁散射建模方法。目标表面非均匀各向异性阻抗采用为以空间位置为函数的阻抗并矢来表征,并基于阻抗边界条件对目标外表面的切向电场和切向磁场进行约束,只考虑目标外部散射场而忽略内部的场分布,将求解未知量仅限定在目标的外表面,通过表面电磁场积分方程实现目标电磁散射特性建模。针对二维导电目标表面涂覆各向异性阻抗的电磁散射问题,导出了低频矩量法(MM)的原理和实现过程,针对叁维导电目标表面涂覆非均匀各向异性阻抗的电磁散射问题,导出了MM和矩量法(MM)-物理光学(P0)混合算法的原理和实现过程。此外,针对劈形结构的散射问题这一典型问题,研究了表面阻抗周期性分布的各向异性阻抗劈电磁散射的MM-PO算法原理和实现过程。本文内容主要包括：1)研究了二维导电目标表面涂覆非均匀各向异性阻抗的电磁散射问题。推导了二维非均匀各向异性阻抗目标与粗糙面复合散射的MM算法,采用表面电流分解结合射线理论预估,分析了PEC粗糙面上方圆柱和简化舰船的高分辨率一维距离像特性及其耦合成像机理,并定性分析了非均匀各向异性阻抗的引入对距离像的影响。2)研究了叁维导电目标表面涂覆非均匀各向异性阻抗的电磁散射问题。基于阻抗边界条件,推导了非均匀各向异性阻抗目标的MM算法。针对MM在电大尺寸目标电磁散射问题求解中效率低的问题,根据散射体上曲率变化,将边缘、顶角等曲率不连续的区域归为MM区,而PO区则包括其他曲率连续的区域,减小需要精确求解的面片个数,并进一步引入UV矩阵分解技术得到该问题的MM-PO/UV快速算法。3)研究了劈面阻抗周期性分布的各向异性阻抗劈的电磁散射问题。基于UV矩阵分解技术,采用UTD修正的MM-PO算法研究了均匀各向异性阻抗劈的电磁散射特性。基于阻抗边界条件,提出了叁维MM-PO混合算法来求解平面波照射下周期各向异性阻抗劈的电磁散射特性。由于阻抗面的周期性,无穷大劈面上的表面电流可用中心周期单元的电流表示,从而避免计算过程中由于截断而产生的虚假边缘的作用。周期各向异性阻抗劈的劈面划分为MM区和PO区,MM区阻抗矩阵元素的计算通过推导的一系列通用级数来近似计算,并采用绕射电流来修正PO电流得到PO区总电流。
魏兵[2]2003年在《各向异性介质电磁散射及参数反演研究》文中进行了进一步梳理含有各向异性介质目标电磁散射问题的分析在许多军事和民用领域具有广泛应用 FDTD 方法 广义传播矩阵法 边界元法等是处理此类复杂介质目标电磁散射问题的有效途径 本文着重研究各向异性介质的电磁散射和逆散射 主要包括凹槽和缝隙填充各向异性介质时的散射和传输特性 含各向异性材料目标的电磁散射 各向异性介质的参数反演等 考虑到各向异性电磁问题的复杂性 我们对各向异性介质的研究从一维问题开始 然后再讨论二维和叁维问题 本文用 kDB 系方法结合坐标转换法分析了分层无耗各向异性介质的反射 透射问题 由主系中本构关系的表达式出发通过转换矩阵求得 kDB 系中的本构关系 在kDB 系中求得其两个特征波解 再由 kDB 系到实验室系的转换矩阵得到特征波解在实验室系中的表达式 然后 利用分界面上切向场连续的边界条件得到分层单轴各向异性无耗介质反射系数的表达式 另外 用广义传播矩阵法计算了分层有耗各向异性介质的反射和透射系数 该方法在实验室系下由各向异性介质中 Maxwell 旋度方程出发 构造了横向场的状态方程和耦合矩阵 克服了通常情况下确定波矢量的困难 可以处理相对介电常数和磁导率张量为一般情况下各向异性分层介质的反射 透射问题 用边界积分方程法和广义网络原理相结合分析了二维金属槽缝填充各向异性介质时的散射和传输特性 关于金属槽缝填充各向同性介质问题的研究此前已有文献报道 但金属槽缝填充各向异性介质的散射和传输特性还未见公开文献报道 本文由各向异性介质无界空间 Green 函数和 Green 恒等式出发 推导了 TM 波入射时各向异性介质中电场满足的方程 由此得出总电场的积分公式 首次推导出 TM 波入射时金属边界任意截面反对称各向异性介质所满足的边界积分方程 利用对偶关系可以得到TE 波入射时金属边界积分方程的表达式 然后 将所得方程转化为矩阵方程 给出了矩阵方程中自阻抗元素的计算方法以及计算结果 最后 利用边界元法和广义网络原理计算了包括矩形 梯形 平行四边形和 S 形等多种不同形状槽缝填充各向异性介质时的散射和传输特性 讨论了槽缝形状对散射和传输的影响 同时分析了填充介质参数的变化对槽缝散射和传输特性的影响 利用 FDTD 方法分析了二维和叁维情况含各向异性材料目标的电磁散射特性 给出了二维横各向异性介质 FDTD 递推式 推导了介电常数和磁导率张量为一般情况下各向异性介质叁维 FDTD 递推式 讨论了 FDTD 计算中介质交界面上介质参数的等效方法 提出了一种节省内存和提高计算效率的边界处理方案 计算了二维 叁维各<WP=6>-2- 各向异性介质电磁散射及参数反演研究向异性介质的电磁散射 重点分析了叁维各向异性介质板 有金属衬底和各向同性材料衬底时电各向异性介质板的电磁散射 分析了各向异性介质板的散射和入射波极化方向的关系 给出了金属球锥体上具有横向和纵向凹槽且其中填充电各向异性有耗介质时的散射 计算并讨论了金属球锥体表面全部或部分涂覆电磁各向异性介质时的散射 另外 本文还研究了各向异性介质电磁参数的反演方法 第一 在 kDB 系方法和广义传播矩阵法的基础上利用遗传算法反演了各向异性介质的电磁参数 先利用电磁波垂直入射时的反射系数反演出与分界面方向平行的各向异性介质参数矩阵元素再通过斜入射反射系数反演出与分界面垂直方向的矩阵元素 第二 根据各向异性介质板后向散射场时域波形和后向 RCS 与介质板损耗和入射波极化方向有关的特点提出了各向异性介质板横向介电常数和电导率的反演方法 数值仿真结果表明上述两种方法的可行性 且具有方便 快捷的特点 本文最后讨论了金属目标覆盖非磁性等离子体时的散射特性 推导了色散介质FDTD 的递推公式 给出了时域计算中电位移矢量 Dr 和电场强度 Er 之间关系的移位算子法 并用该方法得到了本构关系在离散时域的递推关系 与文献结果比较表明本文方法的准确性 计算了 Von Karman 型金属目标覆盖均匀等离子体和金属机翼覆盖非均匀等离子体时的电磁散射
杨利霞[3]2006年在《复杂介质电磁散射的FDTD算法及其相关技术研究》文中提出本文基于Yee元胞理论,采用均值及插值原理,研究了各向异性介质电磁散射的FDTD方法,通过分析各向异性介质FDTD迭代式得出,每一电(或磁)场分量所在节点的FDTD迭代计算涉及到周围28个节点的场值的结论。在各向异性介质FDTD串行方法的基础上,根据各向异性介质FDTD迭代的局域性,分别研究了基于区域分割技术的电各向异性介质电磁散射的FDTD网络并行算法和电磁均为各向异性介质的FDTD网络并行算法,详细分析了FDTD区域分割后各个子域之间的数据通讯规律和子域间同步计算等技术难点。并分析了各向异性介质FDTD网络并行算法中的总场边界、吸收边界和输出边界等特殊边界的处理方法,从而保证各个子域都能正确的完成FDTD迭代。介绍了各向异性介质FDTD并行计算的并行平台PVM的相关概念,提出采用主从式的编程模式来实现网络并行计算。文中利用该并行方法计算了典型目标电磁散射问题,验证了该方法的可行性。分别测试了电各向异性介质电磁散射的FDTD网络并行算法和电磁均为各向异性介质的FDTD网络并行算法的并行加速比和并行效率。在单轴各向异性完全匹配层(UPML)理论的基础上研究了UPML吸收边界在网络并行FDTD算法中的并行化问题。研究了UPML吸收边界在网络并行FDTD算法中的实现途径,结合UPML吸收边界内的电磁场FDTD迭代式分析了子域间UPML层的数据通信规律。与Mur吸收边界的并行化相比,UPML吸收边界的并行化实现更为简单,编程复杂度小。基于Maxwell方程的一阶状态矢量微分方程描述,得到各向异性材料中横向电磁场的本征解。再利用金属衬底和材料分界面上的边界条件求得材料表面的切向电磁场,最后获得材料表面上等效电磁流的一般表达式及其相互关系。然后根据表面阻抗等效原理,得到各向异性介质表面阻抗等效的理论公式,并且用实例验证了该公式。根据递推卷积(RC)原理,研究了色散的电各向异性介质电磁散射的RC -FDTD方法。提出了通过逆傅立叶变换(IFFT),将磁化等离子体的频域介电系数过渡到时域,再根据卷积积分原理,引入时域复数极化率张量和时域复数电位移矢量,得到离散时域带有卷积和的FDTD迭代式。为了解决FDTD计算中卷积和的计算困难,引入中间辅助变量,运用递推卷积原理,得到了电各向异性色散介质电磁散射的叁维RC-FDTD方法。提出了磁各向异性色散介质电磁散射的叁维Padé-FDTD方法。根据矩阵Padé逼近理论,把磁化色散介质的相对磁导系数张量表示成以jω为自变量的矩阵函数形
项金涛[4]2015年在《各向异性材料涂覆目标散射与RCS缩减优化设计》文中指出近年来对于各向异性材料涂覆目标电磁散射的高频建模方法研究,已成为军用目标电磁散射建模研究的一个局部热点,预期的军事应用效益包括了雷达目标隐身(如RCS缩减)、雷达目标反识别等等,与此相关的建模研究具有重要的理论意义和实际应用参考价值。针对各向异性材料涂覆目标电磁散射特性研究问题,本文从叁个方面开展研究,其一是在武汉大学电磁工程实验室各向异性材料涂覆目标电磁散射高频建模方法前期研究的基础上,对几类各向异性材料涂覆典型体目标和弹道目标的散射特性开展了大量的特性仿真与特性分析研究,获得了若干有参考价值的结果；其二是对各向异性材料涂覆目标RCS缩减的优化设计问题开展了较为细致的研究,包括各向异性阻抗分区模型RCS的优化,以及与各向同性优化结果的比较；其叁本文尝试将各向异性材料涂覆目标电磁散射物理光学(PO)建模方法推广到偶极子(点源)照射的情形,首先在谱域获得点源激励各向异性材料涂覆(无限大)平板散射的严格解,然后再应用鞍点方法计算谱积分获得渐近解(即PO解),求解过程中对几种散射机理进行了详细的分析,构建了不同散射机理的物理图像,最后针对点源激励各向异性材料涂覆典型体目标散射给出了具体算例。本文的主要研究工作包括：1)通过大量的散射特性仿真与分析,探究了各向异性材料涂覆相对于各向同性材料涂覆改变目标电磁散射特性的潜力。研究发现,①无论是在有耗情形还是在弱损耗的情况下,各向异性材料涂覆目标的两个正交极化散射差异性非常之大,在正交观察面上呈现极化互补特性；②相对于各向同性材料涂覆情形,各向异性材料涂覆典型体不仅具有RCS缩减能力,而且还具有RCS增强的能力；③各向异性材料涂覆典型体散射的频率特性非常奇特,在某些材料参数下散射特性随频率变化所呈现出的震荡周期会显着改变,震荡周期甚至可能减小至消失。2)以各向异性材料涂覆平板目标为对象,采用遗传算法(GA)详细研究了其RCS的优化问题,其中包括各向异性材料参数的分步优化、以及各向异性材料分区涂覆方式的优化。结果表明,采用各向异性材料涂覆对目标RCS缩减的能力明显强于各向同性材料涂覆；分区涂覆方式对目标RCS缩减的效果明显优于不分区涂覆方式,所得的两条结论与理论预期完全一致。3)导出了点源激励各向异性材料涂覆目标电磁散射的PO解,为进一步研究任意激励源入射下的各向异性材料涂覆目标近场散射高频解奠定了基础。本文针对偶极子激励各向异性材料涂覆无限大平板的散射模型,首先在谱域求解得到问题的严格解,包括用谱积分表征的总场和涂覆层内、外的各阶次级场；然后采用鞍点法渐近计算各个谱积分,得到具有射线场属性、适宜用物理光学表征的各阶散射场解；结合鞍点在本问题中的物理含义,详细分析了各阶散射场在涂覆层内外的传播过程,构建出射线波场传播及散射过程的物理图像。
任明[5]2012年在《电波传播损耗预测的抛物型方程模拟》文中研究说明电波传播一直是环境电磁特性和工程电磁场理论研究领域中最为人们广泛关注和研究的方向之一。随着现代无线移动通信技术的飞速发展，对流层中的电波传播特性的分析与计算是人们对电磁场理论进行研究的方向中最为重要的部分。在对流层上的电波传播模型预测中，地面或者海面上的凹凸地形所引起边界和介质的不同，以及大气不均匀分布所引起折射率的不同，都对模型的预测产生了很大的影响。因此，关于如何建立准确又高效的电波传播模型，显得尤为重要。本文基于叁维抛物方程模型来对电波传播特性进行预测，从而克服了上述的缺点。此模型是目前预测电波传播的模型中，较为准确的模型。本文在研究基于叁维抛物方程模型的电波传播特性预测问题时，主要做了以下几部分的工作：首先，讲述了本课题的研究背景和课题意义，介绍和分析了电波传播的历史、发展及应用前景，总结了当前国内外关于电波传播特性问题的相关工作的研究现状。与此同时，详细介绍了电波传播的理论基础知识，阐述了自由空间的电波传播，并给出了相关的数学计算公式。第二，从麦克斯韦方程出发，推导出自由空间中的波动方程，在此基础上，推导出二维抛物型方程以及叁维抛物型方程。第叁，用Crank-Nicolson有限差分法差分抛物型方程，简化了空间场矩阵转换形式，使近区任何一个空间截面的场都可以由前一个面上的场通过简单的矩阵转换得到，从而大大提高了计算速度。第四，为叁维抛物型模型设置初始场以及吸收边界，阐述了求解阻抗边界条件的具体方法和步骤。在传统的非局部吸收边界条件的基础上，引入了分段线性递归卷积思想，期待进一步提高吸收效果。第五，成功地应用了矩阵预处理技术处理大规模矩阵，不但大大改善了计算机存储量的限制状况，同时实现了场值的快速递推，为后续程序调试和研究工作节省了大量时间。第六，分析和计算了常见环境中的电波传播损耗问题，通过与其它方法的计算结果相比较以及改变传播环境中的参数，验证了算法的正确性，总结出了电波在空间中传播的衰减规律，与此同时也验证了叁维抛物型模型在预测对流层电波传播问题上是可行的和高效的，为今后复杂环境的电波传播的场计算提供了可靠的平台。第七，研究了对离散算法进行进一步的优化的可能，以期待提高算法的精度，并将Crank-Nicolson有限差分方法运用到PML（完全匹配层）中，进一步验证了算法的可行性与正确性。
彭勇[6]2008年在《单轴各向异性介质球的高斯波束散射》文中认为本文根据单轴各向异性介质的Maxwell方程组和电场矢量微分方程,利用Fourier变换和球矢量波函数的本征矢量与平面波因子乘积的展开系数,推导出单轴各向异性介质球中电场矢量的解析表达式。结合在轴入射高斯波束和散射场用球矢量波函数表示的展开式,利用边界条件,导出了单轴各向异性介质球内场和散射场的展开系数,数值分析了在轴高斯波束入射情况下RCS的空间分布,研究了尺寸参数对后向RCS的影响,以及波束宽度、εt和εz对散射截面的影响,得出了ε和μ对RCS的影响是等同性和在单轴各向异性介质中对偶关系仍然成立的结论。其数值计算结果和平面波入射情况的文献、XFDTD数值计算结果都进行了比较,并与退化为各向同性介质球时平面波入射的Mie理论计算结果比较,均符合得很好。结合离轴入射高斯波束的球矢量波函数展开式和单轴介质球中电场、磁场的解析表达式,利用边界条件,导出了单轴各向异性介质球在离轴高斯波束照射下的内场和散射场的展开系数,并给出RCS空间分布的数值计算结果。研究了离轴程度、粒子尺寸参数、εt和εz对散射截面的影响。退化为平面波入射的数值计算结果和已有的文献比较,也吻合得很好。在单轴各向异性介质球矢量波函数理论的基础上,我们初步研究了单轴各向异性介质球对非平行主光轴入射的高斯波束的电磁散射。在以主光轴为z′轴的坐标系中利用单轴介质中的Maxwell方程组、球矢量波函数和Fourier变换,求出了电场和磁场的本征矢量,通过旋转变换到入射波束展开所在的球坐标系中,导出了内场的球矢量波函数展开表达式,以及结合入射高斯波束和散射场用球矢量波函数表示的展开式,获得单轴各向异性介质球内场和散射场的展开系数表达式,并通过退化为平行主光轴入射的情况来检验其正确性。
王飞[7]2010年在《移位算子FDTD方法及相关问题研究》文中研究指明本文对色散介质电磁特性FDTD分析的移位算子(SO)方法进行了深入研究和讨论,将其完善和发展成为一种处理各向同性色散介质电磁问题的通用方法,并进一步将SO-FDTD方法推广应用于各向异性色散介质情形；同时基于SO方法,给出一种处理各向同性色散介质薄层问题的通用FDTD方法、适用于截断各向同性色散介质的通用单轴各向异性完全匹配层(UPML)吸收边界以及适用于截断色散介质的通用与介质无关完全匹配层(MIPML)吸收边界。发展SO-FDTD方法成为一种处理各向同性色散介质电磁问题的通用方法。通过给出高阶时间导数移位算子形式的严格证明,系统阐述并进一步完善了SO-FDTD方法；证明和给出常见叁种(德拜、洛伦兹、德鲁)模型色散介质的本构参数(介电系数、磁导系数)关于jω的有理分式函数形式,进而应用SO方法处理介质的频域本构关系而获得相关电磁场量(D→E、B→H)的时域递推关系,再结合Maxwell旋度方程的FDTD离散式,从而实现完整的SO-FDTD迭代计算。该方法在处理常见模型色散介质电磁问题时可以推导和编写统一的递推公式和计算程序。将SO-FDTD方法推广应用于各向异性色散介质情形。分别以磁化等离子体和磁化铁氧体介质为例,利用实验室系和外磁场系间的转换矩阵,获得实验室参照系中任意外磁场方向(主轴)情形时介质的本构参数张量(介电系数张量、磁导系数张量),并根据其特点证明和给出它们的有理分数函数形式,在此基础上应用SO方法处理介质的频域本构关系而获得相关场量的时域递推关系(D→E、B→H),再结合Maxwell旋度方程的FDTD离散式,实现完整的SO-FDTD迭代计算。该方法可以简单地处理任意外磁场方向情形下等离子体和铁氧体目标的电磁散射问题。给出处理各向同性色散介质薄层问题通用FDTD方法。针对厚度小于元胞尺度的各向同性色散介质薄层,给出一种节点修正方法,该方法根据介质层占所在元胞的体积比例对元胞内电位移矢量和磁感应强度加权平均,求得电磁场修正节点处的等效参数及频域本构关系,其中有一种特殊情况——含金属衬底色散介质薄层情形下切向电场分量修正节点处的等效介电系数,此时根据介质层厚度大于和小于半个元胞的不同情形分别通过在修正节点纵向前后各半个元胞和各一个元胞区域内对切向电位移矢量加权积分,从而得到等效介电系数。在获得修正点处等效参数和频域本构关系的基础上应用SO-FDTD方法实现时域迭代计算,这样,同—递推式可应用于各类模型薄层问题的处理。给出各向同性色散介质通用UPML吸收边界。在非色散介质UPML吸收边界理论的基础上,详细介绍了色散介质通用UPML吸收边界的理论推导过程；结合常见模型色散介质本构参数可用jω的分式多项式表示的特点,应用SO方法获得UPML吸收层中相关中间量的递推计算式,从而实现电磁场量的FDTD迭代计算。通用UPML吸收边界不仅可用于截断常见模型色散介质,还可以用于截断非色散介质,如自由空间和绝缘介质,程序具有良好的通用性。给出色散介质通用MIPML吸收边界。通过推导阻抗匹配条件和无反射条件,证明MIPML在截断各向同性色散介质时同样适用,并给出其参数设置方法,然后采用SO-FDTD方法实现吸收层中电磁场量的迭代计算,使其对不同模型色散介质(包括非色散介质)具有通用性；分别以磁化等离子体和磁化铁氧体介质为例,将MIPML推广应用于截断各向异性色散介质,推导证明了各自情形下的阻抗匹配条件和无反射条件,从而证明MIPML吸收边界可以方便有效地应用于对各向异性色散介质的截断,同时给出了参数设置方法和SO-FDTD实现方法。
姬岩龙[8]2012年在《地下超低频极低频水平电偶极子在各向异性地—电离层波导中产生的电磁场》文中提出通常频率在3Hz~30Hz范围的波称之为极低频（Extremely low frequency，ELF）波，当频率范围在30Hz~300Hz的电磁波称之为超低频（Super Low Frequency，SLF）波，这两者的传播特性类似，故在研究时可笼统的称为极低频波传播。极低频波段的电波由于其载频低、信息容量低、发射天线架设难度大、花费成本较高，故在工程上的实施受到很大的限制；但同时极低频电波也具有很突出的优点，它的传播非常的稳定，衰减很小，能够渗透到海面、地面较深的地方，例如可以利用其能够在深海中的传播的特点进行可靠安全的海岸台对潜艇通信；再比如此频段的电波可以在损耗很低的情况下，深入到岩层、土壤很深处，可以实现对地下深处的物体和目标的探测。地震源所孕育的地震信号发生的原理目前虽然还不是很清楚，但是由于这些频段的电波被地层的吸收衰减很小的性质，是一种了解地壳活动的观测手段。本文研究内容有助于准确分析地震前兆地核的磁场规律，对地震预测具有十分重要的意义。本文主要研究在ELFSLF波段，位于地下d r深度的水平偶极子天线，在地磁场影响下的各向异性地—电离层波导中，产生电磁场的场分量的解析解的具体形式，以及部分数值解的图形；本文以传播距离为标准，分别以平面模型和球面模型来研究并计算。在此波段的电磁波波长很长，任何垂直架设的发射天线高度与其波长相比都是微不足道的，而且地层属于高损耗的传播介质，由King、JR Wait等人的研究表明地下的水平电偶极子比垂直电偶极子在地面上层空间激起的场要大的多，所以实际的ELF发射天线都采用水平架设天线或者水平浅埋天线的方式，故此种架设方法在求解电磁场解析解时可近似为水平电偶极子的辐射场的研究。由于地磁影响下的电离层各向异性，并且超低频极低频的频率范围很低，此频段的电波反射特性会变得十分复杂，本文对电离层各向异性的情况下的电离层反射系数进行了深入分析。并且在此情况下，电离层在反射的过程中不可能只产生一种极化波的形式，故在地-电离层波导中电磁波的形式必然是TE波和TM波的耦合，根据这种耦合方式，本文使用分离变量法对波导中的场分量做了详细的求解。本文首先简要综述了极低频和超低频波段的电波传播机理，然后分别在平面模型和球面模型下计算出了位于地下的水平电偶极子在各向异性地-电离层波导中的辐射场。本文的创新点和计算方法的优势有两点，第一点是在地磁场影响下的各向异性地电离层波导中求出了平面模型下的精确场分量的解析解，本文使用的分离变量法求出的解的形式比现有文献更加准确；第二点是辐射源放置于地层、水面下，得出了直至电离层高度的电磁场形式，对于地震电磁辐射，对潜通信等相关的研究有一定的理论指导意义。
参考文献：
[1]. 非均匀各向异性阻抗目标电磁散射建模方法研究[D]. 张凡. 武汉大学. 2014
[2]. 各向异性介质电磁散射及参数反演研究[D]. 魏兵. 西安电子科技大学. 2003
[3]. 复杂介质电磁散射的FDTD算法及其相关技术研究[D]. 杨利霞. 西安电子科技大学. 2006
[4]. 各向异性材料涂覆目标散射与RCS缩减优化设计[D]. 项金涛. 武汉大学. 2015
[5]. 电波传播损耗预测的抛物型方程模拟[D]. 任明. 杭州电子科技大学. 2012
[6]. 单轴各向异性介质球的高斯波束散射[D]. 彭勇. 西安电子科技大学. 2008
[7]. 移位算子FDTD方法及相关问题研究[D]. 王飞. 西安电子科技大学. 2010
[8]. 地下超低频极低频水平电偶极子在各向异性地—电离层波导中产生的电磁场[D]. 姬岩龙. 杭州电子科技大学. 2012