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研究探地雷达地下目标物体散射问题的建模和仿真,对于促进探地雷达在探测目标物体方面逐渐达到成熟和系统化,对于探地雷达的推广应用十分重要的。同时,在不同天线、不同地下背景媒质和不同地下目标体情况下对探地雷达的散射问题进行建模和数值仿真分析亦具有重要的理论意义。其研究的成果对探地雷达的最后的成像分析和天线选择与设计,对于实现瞬态脉冲探测技术由定性对比分析到直接定量描绘具有重要的指导作用。探地雷达的地下散射问题的建模和仿真是一个复杂的电磁场计算问题。考虑到探地雷达以瞬态脉冲波发射和吸收,采用时域有限差分方法进行数值仿真研究最为合适。再考虑到时域有限差分法和时域矩量法在解决复杂散射问题和天线辐射问题中的各自长处,形成这两种方法相结合的混合方法也应是求解探地雷达地下散射问题可选方法之一。论文对探地雷达的地下散射情况的数值仿真计算进行了研究,主要作了以下几个方面的工作:1.学习和研究了时域有限差分法基本原理和相关技术;深入研究了Mur二阶、Berenger完全匹配层和Gedney完全匹配层这三种吸收边界条件;对介质界面电磁参数的选取进行了学习和研究。2.进行时域有限差分算法的程序设计工作,应用于电偶极子仿真模型来进行程序验证。学习和研究时域有限差分法的细线算法,并利用其算法来建立对称振子细线天线激励源的数值仿真模型,并进行实例仿真。3.将对称振子细线天线作为探地雷达的发射和接收天线,利用FDTD对探地雷达在不同对称振子天线、不同地下背景媒质和不同地下散射目标物体的三种情况下的地下散射问题进行建模和仿真,并对这三种情况进行分析和研究。4.利用时域有限差分方法和探地雷达测量方法中的剖面法,建模和仿真地下有几个不同目标物体的剖面电平图,对其电平图进行分析和研究。5.学习和研究时域矩量法,并利用其方法来建立对称振子细线天线激励源的数值仿真模型,并进行实例仿真来验证其正确性。学习和研究时域有限差分法和时域矩量法方法相结合的混合方法。用该混合方法来进行实例仿真,并通过定性分析和定量分析来说明其用该混合方法仿真的正确性。