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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

정백호   (호서대학교 전기정보통신공학부UU0001560  ); 김채영   (경북대학교 전기 및 전자공학부UU0000096  );
  • 초록

    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.


  • 주제어

    TD-EFIE .   transient scattering.  

  • 참고문헌 (12)

    1. D. R. Wilton, S. M. Rao, A. W. Glisson, D. H. Schaubert, O. M. Al Bundak, C. M. Butler, 'Potential integrals for uniform and linear source distributions on polygonal and polyhedral domains', IEEE Trans. Antennas Propagat., Vol. 32, pp. 276-281, March 1984 
    2. S. M. Rao and T. K. Sarkar, 'An efficient method to evaluate the time-domain scattering from arbitrarily shaped conducting bodies', Microwave Opt. Technol. Lett., Vol.17, pp.321-325, April 1998 
    3. T. K. Sarkar, W. Lee, and S. M. Rao, 'Analysis of transient scattering from composite arbitrarily shaped complex structures', IEEE Trans. Antennas Propagat., Vol. 48, pp. 1625-1634, Oct. 2000 
    4. S. M. Rao, D. R. Wilton and A. W. Glisson, 'Electromagnetic scattering by surfaces of arbitrary shape', IEEE Trans. Antennas Propagat., Vol. 30, pp. 409-418, May 1982 
    5. S. M. Rao and T. K. Sarkar, 'An alternative version of the time-domain electric field integral equation for arbitrarily shaped conductors', IEEE Trans. Antennas Propagat., Vol. 41, pp. 8 31-834, 1993 
    6. A. Sadigh and E. Arvas, 'Treating the instabilities in marching-on-intime method from a different perspective', IEEE Trans. Antennas Propagat., Vol. 41, pp.1695-1702, Dec.1993 
    7. P. J. Davies, 'On the stability of time-marching schemes for the general surface electric-field integral equation', IEEE Trans. Antennas Propagat., Vol. 44, pp.1467-1473, Nov. 1996 
    8. S. M. Rao, D. A. Vechinski and T. K. Sarkar, 'Transient scattering by conducting cylinders implicit solution for the transverse electric case', Microwave Opt. Technol. Lett., Vol.21, pp. 129-134, April. 1999 
    9. S. M. Rao, Time Domain Electromagnetics, Academic Press, 1999 
    10. S. M. Rao and D. R. Wilton, 'Transient scattering by conducting surfaces of arbitrary Shape', IEEE Trans. Antennas Propagot., Vol. 39, pp.56-61, Jan. 1991 
    11. D. A. Vechinski and S. M. Rao, 'A stable procedure to calculate the transient scattering by conducting surfaces of arbitrary shape', IEEE Trans. Antennas Propagat., Vol. 40, pp. 661-665, 1992 
    12. Potential integrals for uniform and linear source distributions on polygonal and polyhedral domains , D.R.Wilton;S.M.Rao;A.W.Glisson;D.H.Schaubert;O.M.Al Bundak;C.M.Butler , IEEE Trans. Antennas Propagat. / v.32,pp.276-281,
  • 이 논문을 인용한 문헌 (2)

    1. 2002. "Analysis of Transient Scattering from Conducting Objects using Weighted Laguerre Polynomials and Electric Field Integral Equation" 韓國電磁波學會論文誌 = The journal of Korean Institute of Electromagnetic Engineering and Science, 13(9): 937~946     
    2. 2003. "Unconditionally Stable Analysis of Transient Scattering from Conductors Using Time-Domain Combined Field Integral Equations" 電子工學會論文誌. Journal of the Institute of Electronics Engineers of Korea. TC, 통신, 40(8): 340~348     

 저자의 다른 논문

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    1. 1997 "실내 마이크로셀 환경에서 전파 경로손실의 예측과 측정" 電子工學會論文誌. Journal of the Korean Institute of Telematics and Electronics S. S s34 (11): 1~8    
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    3. 2000 "희귀 행렬 근사 S-FEM을 이용한 비선형 광펄스의 편광 모드 분산 해석" 한국통신학회논문지. The journal of Korea Information and Communications Society. 무선통신 25 (a6): 825~832    
    4. 2002 "자장 적분방정식을 이용한 3 차원 임의 형태 도체 구조의 지연 산란 해석" 한국통신학회논문지. The Journal of Korea Information and Communications Society. 네트워크 및 서비스 27 (b4): 379~387    
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    8. 2003 "시간영역 결합적분식을 이용한 도체 과도산란의 무조건 안정된 해석" 電子工學會論文誌. Journal of the Institute of Electronics Engineers of Korea. TC, 통신 40 (8): 340~348    
    9. 2003 "시간영역 PMCHW 적분식을 이용한 3차원 유전체의 전자파 과도 산란 해석" 韓國電磁波學會論文誌 = The journal of Korean Institute of Electromagnetic Engineering and Science 14 (10): 1096~1103    
    10. 2003 "유전체로 코팅된 임의 형태 도체의 안정된 전자파 산란 해석" 韓國電磁波學會論文誌 = The journal of Korean Institute of Electromagnetic Engineering and Science 14 (11): 1225~1231    
  • 김채영 (29)

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