技术领域本发明属于分析介质目标瞬态电磁散射特性的时域体积分方程方法，具体是一种分析介质目标瞬态电磁散射特性的时域体积分高阶方法。
背景技术：
目标电磁散射特性的获取与分析是电磁问题中的一个非常重要研究领域，目标的电磁散射波是雷达探测、遥感观测以及地质勘测邓众多应用的信息来源，散射特性的定量分析是这些应用系统在设计和工作时的主要依据。雷达目标的形状和体积等物理量都是通过对雷达散射截面等参数进行计算得出的，且雷达散射截面积是雷达系统对目标“可观测性”的一个重要指标。因此，对于各种目标散射特性的研究在这些应用领域具有特别重要的现实意义。近年，随着宽频带电磁散射系统的快速发展，瞬态电磁散射特性的分析越来越引起科研学者和工程人员的关注。相比于其它方法，时域体积分方程方法非常适合于介质目标瞬态电磁散射特性的分析,尤其适合非均匀介质目标瞬态电磁散射特性的分析(NoelT.Gres,ArifA.ErginandEricMichielssen,“Volume-integral-equation-basedanalysisoftransientelectromagneticscatteringfromthree-dimensionalinhomogeneousdielectricobjects,”RadioScience,vol.36,no.3,pp.379–386,2001.)。但是，传统的基于SWG基函数的时域体积分方程方法分析高度不均匀的煤质时，需要离散的四面体网格非常密，以便较准确的描述出煤质的电磁参数特性。并且，传统的时域体积分方程方法需要离散网格共形，这极大地限制了该方法在某些实际问题中得应用。
技术实现要素：
本发明的目的在于提供一种分析目标介质瞬态电磁散射特性的时域体积分高阶方法。实现本发明目的的技术方案为：一种分析介质目标瞬态电磁散射特性的时域体积分高阶方法，步骤如下：第一步，建立介质时域体积分方程，即介质的电场边界条件，即总电场等于入射电场与散射电场之和，在介质体上可以建立时域体积分方程，入射电场为已知激励，通常使用调制高斯平面波作为入射电场，散射电场可以用待求的瞬态未知体电流来表示；第二步，对介质时域体积分方程采用三角基函数进行时间上的离散，并采用曲四面体单元进行空间上的离散；第三步，形成待求解的矩阵方程，未知电流为瞬态体电流；第四步，矩阵方程的求解以及瞬态电磁散射参数的计算。本发明与传统的基于SWG基函数的时域体积分方程方法相比，其显著优点是：可以更加灵活和准确地分析非均匀媒质的瞬态电磁散射特性，并且对离散网格具有鲁棒性。附图说明图1曲四面体单元映射到局部空间(u,v,w)示意图。图2介质目标示意图。图3介质目标在不同频率点处的双站雷达散射截面(RCS)。具体实施方式下面结合附图对本发明作进一步详细描述。第一步，令电磁波照射到介质目标上，在介质体内产生感应体电流J，根据介质的电场边界条件，即总电场等于入射电场与散射电场之和，得到介质时域体积分方程(TD-VIE)，如下：Einc(ro,t)+Esca(ro,t)＝Etot(ro,t)(1)其中，Einc表示照射在介质目标上的电磁波的入射电场，Etot表示总电场，Esca表示介质目标在电磁波照射后产生的散射电场，瞬态散射电场的表达形式为：Esca(ro,t)=▿▿·∫V∂t-1J(rs,t-|ro-rs|/c)4πϵ0|ro-rs|dV′-∫Vμ0∂tJ(rs,t-|ro-rs|/c)4π|ro-rs|dV′---(2)]]>其中V表示介质曲四面体单元，μ0和ε0分别表示自由空间的磁导率和介电常数，ro和rs分别为场和源的位置坐标，c表示真空中的光速，和分别表示对时间的积分和对时间的求导。第二步，对介质时域体积分方程采用三角基函数进行时间上的离散，并采用曲四面体单元进行空间上的离散；介质目标的瞬态感应体电流可离散表示如下：J(rs,t)=J(rs)T(t)=Σn=1NsΣp=1NpΣl=1NtJ(p,n)l(rs)Tl(t)---(3)]]>其中，J(p,n)l(rs)=L(p,n)(u,v,w)[J(p,n)u,lu^+J(p,v)v,lv^+J(p,n)w,lw^]ψ-1---(5)]]>式中，和为待求瞬态未知体电流系数，ψ为雅克比因子，Ns、Np、Nt分别为曲四面体单元的数目、每个曲四面体单元内的插值点的数目以及每个插值点对应的时间步数，L(p,n)(u,v,w)为曲四面体单元的勒让德插值多项式，其求法如下：将r空间内的曲四面体单元映射到一个参数坐标系(u,v,w)，在(u,v,w)空间中，定义n次多项式空间：Pn3=span{uivjwk;i,j,k≥0;i+j+k≤n