Efficient numerical-analytical tool for time domain obstacles detection

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Efficient numerical-analytical tool for time domain obstacles detection

机译：用于时域障碍物检测的高效数值分析工具

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The aim of this work is to implement a mixed approach able to provide an efficient time domain solution of the electromagnetic (EM) coupling between an antenna and an obstacle distant few meters away. The idea is to divide the problem into a small number of less complex sub-problems exploiting the advantage of solving some of them by analytical models and the others by numerical codes. To this end, the electric field radiated by the antenna just close to the object has been sampled in time and spatial domains by means of a small number of plane waves; for each plane wave impinging on the object, the scattering problem has been solved by a commercial code; finally, the total echo has been obtained as analytical summation of all the scattering contributions at the antenna position. The resulting echo has been compared with that coming from a full-wave numerical solution, whereas the voltage signal received at the antenna port has been compared with that measured by experimental investigations. The positive results obtained demonstrate the possibility of using the tool to effectively study obstacle detection problems, for example as support to the design of an EM obstacles detector to improve visually impaired mobility.

机译：这项工作的目的是实现一种混合方法，该方法能够为天线和几米外的障碍物之间的电磁（EM）耦合提供有效的时域解决方案。这样做的目的是将问题分解为少数几个不太复杂的子问题，这利用了通过分析模型解决其中一些问题以及通过数字代码解决其他问题的优势。为此，已经通过少量的平面波在时域和空间域中对天线靠近物体的辐射电场进行了采样。对于撞击到物体上的每个平面波，已经通过商业代码解决了散射问题。最后，获得了总回波，作为天线位置所有散射贡献的分析总和。所产生的回波已与全波数值解法得到的回波进行了比较，而天线端口接收到的电压信号已与实验研究测得的回波进行了比较。获得的积极结果表明，使用该工具有效研究障碍物检测问题的可能性，例如，为支持EM障碍物检测器的设计以改善视觉受损的行动能力提供了支持。

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《Science, Measurement & Technology, IET》 |2014年第2期|69-73|共5页
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