计算电磁学 (CEM) 的表面积分方程 (SIE) 方法及其应用

计算电磁学 (CEM) 领域涉及在微分或积分形式下数值求解麦克斯韦方程。计算机代码已经编写用于微分方程[有限元 (FE)] 和积分方程 (IE) 公式以及混合组合。对于散射问题，由于辐射边界的精度考虑，IE 公式优于有限元方法 (FEM)。

以前将表面积分方程 (SIE) 应用于三维 (3D) 几何形状时，散射体材料组成有限制。例如，已编写了具有 SIE 的 3D 计算机代码以处理完全导体 (PEC) 体，均匀各向同性介质体，以及最近的复合金属-均匀介质结构。为将 3D CEM 应用于许多实际结构的设计，例如集成光学和光纤光学，天线，微波和毫米波集成电路，导弹和飞机，需要更广泛的材料组成能力，允许使用多个具有损失的非均匀和/或各向异性材料区域与金属表面相结合。体积 IE 公式已用于处理各向异性和非均匀介电体。对于复合各向异性-非均匀几何体，体积 IE 方法的主要缺点是必须为整个体积网格生成和解决完整矩阵，而混合 FE-SIE 方法使用稀疏矩阵方法处理内部。