基于CFS-PML的高阶有限元在地质雷达数值模拟中的应用研究

作者：韩晓冰; 郭涛; 李航; 梁冰洋; 周远国^*

来源：电波科学学报, 2022, 37(05): 837-843.

• 地质雷达
• 高阶有限元法(HO-FEM)
• 频率域
• 复频移完美匹配层(CFS-PML)
• 数值模拟

为衰减地质雷达数值模拟时因截断区域厚度或者参数影响产生的倏逝波，提出了一种利用复频移完美匹配层(complex frequency shifted perfectly matched layer,CFS-PML)作为吸收边界，并结合频域高阶有限元算法（higher order finite element method,HO-FEM）求解电磁总场分量分布情况的新方法.该方法改善了截断域介质本构张量矩阵的特性，利用矩阵频移参量α吸收倏逝波，提高掠射角处吸收性能.数值实验结果表明，与传统PML相比，结合CFS-PML的HO-FEM方法精度得到明显提高，反射误差额外降低10～30 dB，节省了17%～30%的计算时间.此外，该方法能应用于复杂地质结构模型的电磁总场计算，为地质雷达数值模拟提供了一种新的方法.

• 单位
  通信与信息工程学院; 西安科技大学