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时域有限差分(FDTD)方法是电磁数值计算中非常重要的一部分,它基于微分形式的麦克斯韦方程,能有效解决电磁问题。目前,FDTD的方法已经渗入到多个领域中,并取得了出色的成果。在电磁问题中,散射问题以其具备广泛工程应用的特点而备受关注,其相关研究也成了电磁计算中的热点之一。本文先对传统FDTD中的若干重要问题进行了研究。文中基于Yee式网格结构推导出了麦克斯韦方程的离散形式,利用Courant稳定性条件有效抑制了FDTD算法的数值色散,而通过PML吸收边界条件将问题空间限制在了一定的范围内。此外,padé算法的引入,简化了PML的实现,可以有利地避免错误的发生。为了实现雷达散射截面(RCS)的计算,文中对平面波引入和远场信息获得的问题进行了研究。首先利用总场边界条件,修改了连接边界附近场点的方程,并有效引入了平面波。其次依据等效原理,通过近—远场外推的方法实现了远场信息的获取。接着文中给出了具体的RCS求解算例,验证了上述两个算法在应用中的有效性。传统FDTD方法在空间和时间上都只有二阶精度,通过广义高阶算法可以提高计算的精度。该算法在空间域上利用DSC的方法将精度提高到2M阶,而在时间域上采用SIP的方法能将精度提高到4阶。文中推导了适用于(2M,4)高阶算法的PML方程及总场边界条件,并成功运用此高阶算法完成了二维和三维散射目标的雷达散射截面求解。针对于计算精度和存储空间之间存在的矛盾,文中引入了非均匀FDTD。在非均匀FDTD中,可跨越介质边界的亚网格方法对局部区域的细化十分有效,文中采用该方法得到了与全局采用细网格时相一致的结果。基于坐标映射函数的变网格步长方法在有效节省存储空间和计算时间的前提下能达到较高的精度,且该方法灵活、适用性好。本文中将基于坐标映射法的非均匀技术成功运用到传统算法和(2M,4)广义高阶算法中,得到了较好的仿真结果。