A Fast Numerical Method for Electromagnetic Scattering From Dielectric Rough Surfaces
A Fast Numerical Method for Electromagnetic Scattering From Dielectric Rough Surfaces
复制标题
电介质粗糙表面电磁散射的快速数值方法
DOI：
10.1109/tap.2010.2090457
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发表时间：
2011
影响因子：
5.7
通讯作者：
Du Y.
中科院分区：
文献类型：
--
作者：
Liu B.;Li Z.;Du Y.
本文提出了一种高效、精确的迭代数值方法来分析一维介质粗糙面的电磁散射。它是基于阻抗矩阵Z的一种新的分裂，以提高所得迭代系统的渐近收敛速度。然后，充分探讨了分裂矩阵的结构，结合分块矩阵的逆的一个恒等式的应用，以进一步降低计算和存储的复杂度。嵌入式矩阵矢量积的计算使用频谱加速技术。大量的数值模拟结果表明，该方法具有一些吸引人的特点：（1）它的收敛速度比前向-后向方法（FBM）和FBM与谱加速（FBM-SA）;（2）对于HH偏振，该方法的速度约为FBM-SA的两倍。对于VV偏振，当均方根斜率不大于16°或有趣的是当均方根高度超过2.0波长时，所提出的方法是更好的。此外，它收敛的FBM-SA的情况下，失败的两个极化。这些特征表明，该方法可以有效地用于分析具有高斯谱的一维介质高斯表面的电磁散射。
In this paper we propose an efficient and accurate iterative numerical approach to analyze EM scattering from 1-D dielectric rough surfaces. It is based on a new splitting of the impedance matrix Z to improve the asymptotic convergence rate of the resultant iterative system. The structure of split matrix is then fully explored, in combination with the application of an identity for inverse of block matrix, to further reduce the computational and storage complexity. The embedded matrix-vector product is computed using the spectral acceleration technique. Extensive numerical simulations demonstrate a couple of appealing features of this proposed method for Gaussian surface with Gaussian spectrum: (1) It converges faster than both forward-backward method (FBM) and FBM with spectral acceleration (FBM-SA); (2) For HH polarization, the proposed method is about twice as fast as FBM-SA. For VV polarization, the proposed method is better when the rms slope is not larger than 16° or interestingly when rms height is beyond 2.0 wavelengths. Moreover, it converges for cases where FBM-SA fails for both polarizations. These features indicate that the proposed method can be effectively used to analyze EM scattering from 1-D dielectric Gaussian surface with Gaussian spectrum.
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DOI：
10.1007/978-3-030-03017-9_9
发表时间：
2018-12
期刊：
Environmental Geoinformatics
影响因子：
--
作者：
J. Awange;J. Kiema
通讯作者：
J. Awange;J. Kiema
影响因子：
3.6
作者：
Elfouhaily, T;Chapron, B;Vandemark, D
通讯作者：
Vandemark, D
影响因子：
5.7
作者：
D. J. Donohue;H. Ku;D. Thompson
通讯作者：
D. J. Donohue;H. Ku;D. Thompson
影响因子：
5.7
作者：
A. Iodice
通讯作者：
A. Iodice
DOI：
10.1017/cbo9781139207249.009
发表时间：
2012
期刊：
--
影响因子：
--
作者：
W. Marsden
通讯作者：
W. Marsden