本例演示了XFdtd对导电球体散射的精确度。以单一频率计算入射平面波的双向散射模式。
球体被认为是完全导电的，直径为 254 毫米。球体以原点为中心，入射平面波从 +X 方向到达，如图 1 所示。如图 1 中红色圆圈所示，在 XY 平面球体周围的圆弧内计算远场双稳态 RCS 图样。平面波如图右侧黄色箭头所示，电场沿 Y 轴定向。输入信号为 10 GHz 正弦波。
图 1：球面几何图形，入射平面波显示为右侧的黄色箭头。红色圆圈表示将在 XY 平面上计算的远场模式。
如图 2 所示，球体被网格化为 FDTD 网格，单元大小为 1 毫米，即每个波长 30 个单元。物体周围有 20 个 FDTD 单元，最后形成一个外边界，使用七个完全匹配层 (PML) 来吸收场。项目运行需要约 965 MB 内存。
图 2：在单元尺寸为 1 毫米的 FDTD 网格中网格化的球体。
模拟使用软件中的散射场公式，在主频为 2.80 GHz 的英特尔酷睿 i7-2640M CPU 上运行。模拟运行大约需要 21 分钟。如图 3 所示，生成的正向双稳态散射图样与已发表论文[1]中的测量结果进行了比较，结果显示两者非常吻合。完整的双向散射图样在图 4 中显示为围绕 XY 的极坐标图。双稳态模式的三维视图如图 5、图 6 和图 7 所示。图 8 和图 9 显示了通过球体中心的平面上的瞬态电场在两个时间实例上的情况。在图 8 中，入射平面波已撞击球面，但尚未完全绕球面传播。在图 9 中，入射平面波已完全吞没球体，并显示了稳态场模式。
图 3：计算的双稳态雷达截面与前向散射方向的测量结果对比。结果非常吻合。
图 4：球体双向散射图案的 XY 平面全极坐标图。
图 5：从双向散射图案前端的角度观察双向散射图案的三维视图。
图 6：双向散射图案的三维视图，从图案后向散射方向的角度观察。
图 7：在 XY 平面上显示的双稳态散射图案的三维视图。
图 8：在入射平面波撞击球面，场在球面周围传播时，显示的是穿过球面中心的切片中的瞬态电场。
图 9：当电场达到稳定状态时，球体中心切面上的瞬态电场。
参考资料
R.A. Marr, U. H. W. Lammers, T. B. Hansen, T. J. Tanigawa, and R. V. McGahan, "Bistatic RCS Calculations From Cylindrical Near-Field Measurements-Part II: Experiments,"IEEE Trans.54, Dec. 2006, pp.