應用時域有限差分方法配合電阻性邊界條件之研究

Abstract

本論文旨在研究應用時域－有限差分方法(FD-TD) 配合電阻性邊界條件 (Resistive Sheet Boundary Condition: RBC)探討含有無限薄電阻性條片物體之散射現象。該電 阻性條片之電磁特性可被考慮成一介磁系數與真空相同之高導電性薄膜，而其表面電 阻的大小則可用該條片之介電係數及條片厚度加以定性之描述。對於類似在基底(s－ ubstrate) 上鍍有一層高導電性薄膜之複合結構體已知能在某些特殊場合須讓光波頻 段之波穿透，而在微波頻段卻有效屏蔽外界電磁波以保護敏感的儀器元件不受到干擾 。該結構在其它方面之應用還包括諸如雷達截面積之降低及修正，電磁脈衝，雷達罩 之特性防護等等。 本論文中，時域－有限差分/ 電阻性邊界條件(FD-TD/RBC) 法則將藉由薄電阻性條片 之橫向磁場極化(TM-polarization) 散射行為之分析而加以介紹。此外，將推導並且 驗證當條片之電阻R=ηZ /2時，（其中Z 為真空之特性阻抗），傳統的Courant 穩定 準則(Courant stability criterion) 必須修正為cηΔt≦Δ/2以確保結果能穩定至 收斂。至於橫向電場極化之情形亦將於文中一並介紹。 對於不同電阻性條片之橫向磁場極化之散射結果與Senior運用動差法所得結果相比， 其符合程度令人滿意。故擬在文中進一步應用時域－有限差分/ 電阻性邊界條件法則 探討鍍有不同電阻性條片介質板對於不同極化入射波之散射行為。我們發現當波由電 阻性條片方向入射時所產生之後向散射雷達截面積與由介質板方向入射之結果相比之 下較大。而此現象將可經由應用此複合結構之等效傳輸線(equivalent transmission line) 模型及在正向入射時之功率反射係數的分析而獲得驗證。