特征模统一理论：第一部分——基础

本文推导了描述自由空间散射的场积分方程所有矩量法公式下特征模分解的统一理论。该工作基于阻抗矩阵与转移矩阵之间的代数联系，后者用于特征模的早期定义，并对所有散射场景唯一确定。这也使得将已知特征模分解的应用域扩展到任何其他能够生成转移矩阵的频域求解器，如有限差分或有限元方法。使用转移矩阵的特征模公式允许对任意形状物体的感应电流与散射场进行分解，提供高数值动态与增强的稳定性，消除伪模问题，并良好控制收敛。这篇分为两部分的论文的第一部分引入了完整理论，广泛讨论其性质并给出基本数值验证。