Extension of the Spectral Acceleration Method to Lossy Medium and Its Application to Electromagnetic Scattering From Rough Surfaces
Extension of the Spectral Acceleration Method to Lossy Medium and Its Application to Electromagnetic Scattering From Rough Surfaces
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谱加速方法对有损介质的推广及其在粗糙表面电磁散射中的应用
DOI：
10.1109/tgrs.2014.2349960
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发表时间：
2015-04
影响因子：
8.2
通讯作者：
Du Yang
中科院分区：
文献类型：
--
作者：
Wang Yinhui;Du Yang
在随机粗糙面电磁散射的数值分析中，Chou，Torrungrueng和约翰逊提出的谱加速（SA）算法对于一维无损粗糙面的矩量法迭代求解是非常有效的，其中N是粗糙面未知数的个数。在本文中，我们提出了一种方法来扩展SA方法的有耗表面，其中的复辐射函数的幅度可能采取非正则形式沿着变形的积分路径时，评估的频谱表示的绿色的功能。该方法详细说明了如何在复角平面内对积分路径进行变形、如何确定积分区域以及如何调整积分步长等问题。通过与绿色函数的精确结果的比较，表明该方法是非常精确的。它与右预处理广义最小残差（GMRES-RP）方法相结合，使一个有效的和强大的算法能够处理无损和有损粗糙表面。预测的双基地散射系数几乎完全同意与直接矩阵求逆。能量守恒在宽范围的表面粗糙度和介电常数条件下保持得很好。因此，所提出的方法提供了一种手段，从粗糙表面的散射分析，在现实的设置，并持有许多重要的应用，如根据表面目标检测的潜力。
In the numerical analysis of electromagnetic scattering from random rough surfaces, the spectral acceleration (SA) algorithms proposed by Chou, Torrungrueng, and Johnson are very efficient in their capability of producing an O(N) iterative method of moment for 1-D lossless rough surfaces, where N is the number of surface unknowns. In this paper, we propose a method to extend the SA method to the lossy surfaces, where the magnitude of the complex radiation function may take noncanonical forms along the deformed integration path when evaluating the spectral representation of Green's function. The proposed method specifies ways on how the integration path in the complex angular plane should be deformed, how the domain of integration should be determined, and how the integration step size should be adjusted. It is shown to be very accurate through comparison with the exact results of Green's function. Its combination with the right-preconditioned generalized minimal residual (GMRES-RP) method renders an efficient and robust algorithm capable of handling both lossless and lossy rough surfaces. The predicted bistatic scattering coefficients agree almost perfectly with that of direct matrix inversion. The conservation of energy holds very well under a wide range of surface roughness and dielectric constant conditions. The proposed method thus provides a means for the analysis of scattering from rough surfaces, under realistic settings, and holds the potential for numerous important applications such as under surface target detection.
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DOI：
10.1109/36.485120
发表时间：
1996-03
期刊：
IEEE Trans. Geosci. Remote. Sens.
影响因子：
--
作者：
K. Sarabandi;Y. Oh;F. Ulaby
通讯作者：
K. Sarabandi;Y. Oh;F. Ulaby
DOI：
10.1109/9780470547052
发表时间：
1990-06
期刊：
--
影响因子：
--
作者：
W. Chew
通讯作者：
W. Chew
DOI：
10.1109/36.851964
发表时间：
2000-07
期刊：
IEEE Trans. Geosci. Remote. Sens.
影响因子：
--
作者：
G. Franceschetti;A. Iodice;D. Riccio
通讯作者：
G. Franceschetti;A. Iodice;D. Riccio
DOI：
10.1088/0959-7174/11/1/201
发表时间：
2001-01
期刊：
Waves in Random Media
影响因子：
--
作者：
K. Warnick;W. Chew
通讯作者：
K. Warnick;W. Chew
影响因子：
8.2
作者：
M. Zribi;Aurélie Le Morvan-Quemener;M. Dechambre;N. Baghdadi
通讯作者：
M. Zribi;Aurélie Le Morvan-Quemener;M. Dechambre;N. Baghdadi