什么是电磁场的谱域法?

[拼音]：diancichang de puyifa

[外文]：spectral domain method for electromagnetic field

借助傅里叶变换将电磁场边值问题转化为在(空间)谱域中求解的方法之一，适用于分层结构的边值问题。谱域法沿平行于分层界面的坐标量作傅里叶变换，使偏微分方程降维成常微分方程；使分层界面上的边界条件简化为对应的变换积分(值)。对于分层界面为介质－导体混合结构的情况（如微带线中导带所在的基片表面），谱域法绕过了该界面条件不适合直接用分离变量法求解的困难，从该常微分方程边值问题的谱函数解出发，经傅里叶反变换得出原边值问题中电磁场（位函数）的解。

谱域法仅适用于符合下列条件的分层边值问题：

（1）介质只沿一维有分层变化，沿另外二维无界或受导体边界限制；

（2）场域内只有平行于分层界面的零厚度导体片；

（3）导体片的几何形状应该在场域边界所适合的正交坐标系中是可分离变量的。

用谱域法求解微带线的二维(准)静态场问题时，利用积分变换的帕斯伐尔定理可以直接根据标量位的谱函数计算线电容量。用谱域法求解微带和类微带线的二维亥姆霍兹问题时，可以计算各种混合模(HE模或EH模)的色散特性（见电磁波模式）。对于求解导带表面电流所必须的谱域格林函数表示式，则可按横向等效传输线的观点推导。用谱域法解三维问题时需要作二维傅里叶变换，可用于分析计算：微带线的不连续结构；具有简单形状（矩形、圆形等）贴片的微带天线；介质板上周期性贴片构成的光栅等。

在分析棱柱形导体对电磁波散射的问题中，谱域法也是高频近似的方法之一。它将远区的散射场按散射体上感应电流的傅里叶变换作谱域展开，然后解出该电流的谱函数，并得出散射场的谱域积分表达式。此式不仅可以经渐近展开导出与射线法一致的几何绕射公式，而且在影区边界处依然有效。