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第2卷第l期 信息工程大学学报 V01．2No．1 ofInfo册ation 2001年3月 Joumal En百need“gunivers时 Mar．200l 地球介质中三维电磁散射的研究 张建平，李方洲 (信息工程大学基础部，河南郑州450002) 摘要：利用地面圆形电流模型，从M删eu方程出发，导出空气半空问、地球半空问和地表的含 零阶、一阶Bessel函数电磁场分量积分方程。同传统的方法比较，得到的方程更易于离散化。 关键词：M盯well方程；Bes纠函数；地球半空间；电场；磁场；散射体 中围分类号：P|631．325文献标识码：A 、口口，5·，m ／，‘ l 引言 义……“x’ 在瞬变电磁方法(Tr卸siemElectro岬eno ≯ M汕ods简称TEM)中，对地球介质中三维电磁散射 的研究显得尤为重要，模型的建立、积分方程的离 ”KN 散、计算方法的选取等都要对三维电磁散射理论进 行分析。本文从M“well方程推导出的不同形式的 Y ，＼＼：二：：／ 地面环形电流源在地球半空间及地表产生的电磁 图I地球半空问电磁异常体敢射模型 场方程，由这些方程，可以从Be88el-Fouier展开式 导出电型张量G—n函数。从数值计算的角度考 j，=厶(，)∥i， (1) 虑，能把它转化为易于积分计算的形式，和wuna— ^(r)=肪(r—n) (2) nlal【er的Green函数形式相比，公式简洁而实用。 式中；。是坐标系中与P对应的单位矢量。j，与 i。方向相同。在电磁测探中，由于频率比较低，可 2地球介质中的MaxweⅡ方程 以不考虑位移电流，在外加源j。的激励下，电磁场 矢量所满足的频域M“well方程为 M“well方程是电磁场理论的基础，地球介质 中的电磁散射理论同样应以Ma—eⅡ方程为出发 Vx E=一浙oH (3) 点。设地球为一半无限导电性均匀的各向同性介 VxH=口E+』。 (4) 质。电导率均为一，，介电常数为}。。空气中的电导 V·D=0 (5) 率为a。，介电常数e。，并假定全空间的磁导率为P v·曰=O (6) ：口o，在地球半空间有一体积为V的异常三维电 磁散射体，其电导率为一。，介电常数为e。。地面 式中，云，西分别是地球介质中频域电场和磁场矢 上放一半径为a的圆形导线环，导线中通有电流为 量，面是磁感应强度矢量，而D是电位移矢量。 ，：，(。)e一。取柱坐标系，坐标原点放在导线环的 如果地球半空间不存在电导率、磁导率异常的 圆