三维抛物方程边界场改进算法：基于DEM的电磁波传播计算

"这篇论文是2011年由程芳和沈怀荣发表在《装备指挥技术学院学报》上的，属于工程技术领域的研究成果。研究主要针对远距离不规则地形表面电磁波传播计算中的边界处理问题，提出了一种三维波阵面旋转的改进算法。该方法基于数字高程模型（DEM）和三维矢量抛物方程，通过相控阵天线的方向图确定初始电磁场，并利用地形坡度数据和阻抗边界条件来确定波阵面的旋转因子。通过仿真对比，该方法显示出了对复杂地形变化的良好适应性，并且在运算效率上优于传统的傅里叶插值方法。" 论文的核心内容围绕着电磁波在不规则地形传播时的边界处理问题展开。通常，在进行电磁波传播计算时，边界条件的处理是计算过程中的一大挑战，尤其是在面对复杂地形时。传统的傅里叶插值方法在处理这些情况时可能会遇到效率低下的问题。 程芳和沈怀荣的改进算法引入了数字高程模型（DEM），这是一种用于表示地形地貌的数据模型，能够精确地描述地形的起伏变化。结合DEM数据，他们设计了一个三维波阵面旋转的方法，通过对波阵面进行旋转，适应地形的不规则变化。这一创新在于利用了地形坡度信息来确定波阵面旋转因子，这有助于更准确地模拟电磁波在复杂地形中的传播路径。 同时，他们还应用了三维矢量抛物方程，这是一种描述波动现象（如电磁波）在空间传播的数学模型，特别适用于处理三维空间中的问题。结合阻抗边界条件，可以更真实地模拟电磁波在不同介质间的交互。 通过仿真比较，该方法在处理复杂地形变化的计算时，不仅保持了计算的准确性，还显著提升了运算效率，这对于实时或大规模的电磁波传播分析具有重要意义。这一成果对于电磁环境建模、无线通信网络规划、雷达探测等领域有重要的实践价值，特别是在航天发射系统总体设计理论与技术中，对理解并优化信号传输性能具有指导作用。