안정된 전자파 과도 산란해를 얻기 위한 시간영역 전장 적분방정식 해석

Time-Domain Electric Field Integral Equation Solving for a Stable Solution of Electromagnetic Transient Scattering

본 논문에서는 3 차원 임의 형태 도체의 지연 산란 응답을 얻기 위한, 새로운 시간영역 전장 적분방정식(Time-Domain Electric Field Integral Equation: TD-EFIE)을 제안한다. 자기 벡터 전위의 시간 미분항은 중앙 차분으로, 전기 스칼라 전위는 시간에 대한 평균을 취한 두 개의 항으로 근사하였다. 이로부터 도체에 의한 산란 지연 응답 해의 산출시, 기존의 방법보다 정확하고 더욱 안정된 해를 얻을 수 있었다. 제안된 방법의 자세한 정식화 과정을 보였으며, 주파수 영역에서의 이산 푸리에 역변환 (Inverse Discrete Fourier Transform: IDFT) 결과치와 제안된 방법에 의한 수치해를 각각 비교하였다.

In this paper, we present a new formulation using time-domain electric field integral equation (TD-EFIE) to obtain transient scattering response from arbitrarily shaped three-dimensional conducting bodies. The time derivative of the magnetic vector potential is approximated with a central finite difference and the scalar potential is time averaged by dividing it into two terms. This approach with an implicit method using central difference results in accurate and more stable transient scattering responses from conducting objects. Detailed mathematical steps are included and several numerical results are presented and compared with the inverse discrete Fourier transform (IDFT) of the frequency-domain solution.