瑞利索莫菲衍射與物理光學積分的應用比較
2012-03-19 08:22:54苗俊剛
北京航空航天大學學報
2012年9期
梁 彬 白 明 金 銘 苗俊剛
(北京航空航天大學電子信息工程學院，北京 100191)
近年來，隨著微波技術的發展，無線電系統的工作頻率逐漸升高，使得傳統基于無線電波理論體系和光學理論體系之間的界限逐漸模糊.特別在處理毫米波、亞毫米波的各種電磁場問題時，人們開始嘗試利用光學領域中的理論和方法來解決，并出現了準光學［1－4］等交叉學科以適應新要求的分析方法體系.
相干電磁場傳播的衍射計算一直以來在不同的領域有著不同的理論和處理方法.除了波長或頻率的巨大差別，光學領域與無線電領域分別采用不同的衍射積分公式處理具有相同物理過程的電磁波衍射問題.在光學理論體系中，瑞利索莫菲(RS，Rayleigh-Somerfield)標量衍射理論是處理光場傳播的基本理論［5－6］.而在電磁波的相對低頻波段，即無線電波頻段，計算電磁場的傳播問題時，采用的則是出發點不同的物理光學計算方法［7－11］.需要說明的是，這里的物理光學，不是對光學的描述，而是經典的無線電波領域處理衍射的矢量積分方法.
盡管上述兩種電磁場計算方法各自已經非常成熟，針對準光學電磁計算技術的發展的需要，本文對光學RS標量衍射積分和物理光學積分方法進行了對比和分析.首先討論二者依據不同出發點得到的最終積分公式在形式上的一致性與區別，然后結合數值仿真的算例，討論RS積分公式在處理高頻微波波段電磁場傳播中的應用.
1 物理基礎
1.1 RS標……
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