均匀有耗涂层目标的电磁散射分析

采用表面电场和磁场积分方程及矩量法计算了涂层导体/介质目标的双站雷达散射截面,介质是均匀各向同性有耗的.首先利用等效原理建立介质/导体表面的电磁场积分方程,然后采用伽略金法将积分方程组转化为矩阵,求解出涂层表面的等效电磁流后,就可计算目标的散射场.通过对均匀有耗涂层导体球利用解析法[1]和矩量法两种方法进行计算,验证了本文方法的准确性.     

一种求解内谐振条件下导体散射特性的有效方法

众所周知,在内谐振条件下,用积分方程法分析导体的散射特性时,不论是电场积分方程还是磁场积分方程,所求得的解都是不唯一或者不稳定的。本文提出了一种新的方案,通过引入一个微小的复频率,并结合逼近理论求得导体表面的真实电流密度,从而得到正确的导体散射特性。此方法具有实现简单和概念清晰的优点。文中分别以无限长理想导体正方柱和两个理想导体球为例,并将计算结果与混合场积分方程法所得的结果进行比较,它们之间良好的一致性说明了本文所提方法的正确性和有效性。     

双层频率选择表面电磁特性数值模拟研究

给出了一种分析有介质加载的不同栅格外形双层频率选择表面电磁特性的数值模拟方法.介质分离区内前向波和反向波分别关于相应的频率选择表面是周期的,确定了矢量传输及衰减模的表述形式.应用电磁场边界条件获得不同Floquet模系数的矩阵表达式,推导出一组耦合的积分方程,利用矩量法求解得到结构的电磁散射特性.模拟结果表明,由于层间介质内电磁场衰减模的耦合,双层FSS结构的电磁传输特性较单层有很大的改善.     

E-P-AMCBFM分析介质与PEC混合体的电磁散射

使用基于表面积分方程的矩量法来分析介质与理想导体混合体的电磁散射是计算电磁学的一大热点。对理想导体目标体表面建立电场积分方程,在介质目标体表面建立PMCHW方程组,与基于矩阵分块技术的自适应修正特征基函数法结合,对介质涂敷理想导体目标体的电磁散射进行分析,将其称之为EFIE-PMCHW-AMCBFM(E-P-AMCBFM)。并讨论不同参数如基函数阶数,矩阵块间重叠区域等对计算效率的影响,数值结果表明E-P-AMCBFM对于处理介质-理想导体混合体的电磁散射问题具有较高的精度和效率。     

使用改进的时域积分方程法计算导体目标的瞬态散射

本文推导了一种改进的时域积分方程(TDIE)方法,用于计算任意导体目标的瞬态电磁散射问题.采用隐式时间步进法,对典型导体目标包括尖劈板、立方体、导体球和球冠锥体进行了求解,得到了正确的瞬态响应结果,没有发现后期不稳定性现象.     

一种旋转对称涂覆导体电磁散射高效分析方法

为改善传统方法分析旋转对称涂覆导体电磁散射问题的效率,提出了一种高效分析方法.该方法在介质表面建立电磁流混合场积分方程(Electric and Magnetic Current Combined Field Integral Equation,JMCFIE),在导体表面建立混合场积分方程(Combined Field Integral Equation,CFIE),利用了旋转对称体在空间上的旋转周期性,只需要对表面的母线进行剖分,具有未知量少且阻抗矩阵条件数好的特点.根据等效原理与边界条件推导了JMCFIE-CFIE方程,并与传统的PMCHW-CFIE方法对比了求解效率.数值算例表明该方法能明显改善方程的收敛性.     

任意形状导体介质混合目标的瞬态电磁散射特性分析

通过建立自由空间内多个导体介质混合目标的理论模型,根据电磁场等效原理和边界条件,建立了求解任意形状导体介质混合目标散射特性的时域电场积分方程(TDEFIE).导出了TDEFIE的时间步进算法(MOT)矩阵方程,并应用基于隐式MOT算法的TDEFIE对任意形状导体介质混合目标进行了瞬态分析,其数值结果说明了该算法的有效性.     

有限厚导电平板上任意缝隙的耦合特性分析

利用边界积分方程法结合广义网络原理和连接算法分析了有限厚导电平板上任意二维缝隙的散射及传输特性,并以ＴＥ波为例给出了具体的分析方法和结果。该方法不仅可用于任意形状和复杂介质填充缝隙的分析,还可考虑缝所在导体板的厚度。边界积分方程和连接算法的采用,使得分析该问题所需的计算机容量大大降低,计算效率大大提高。     

导体介质组合体电磁分析的建模与计算

为提高导体介质复合目标电磁散射分析的效率,采用一类新的表面混合场积分方程进行求解,该方程通过伽略金方法建立的阻抗矩阵具有良好的条件数.分析了多区域连接边上的电磁流分布和基函数的定义,然后根据边界条件推导了广义EFIE-CFIE-JMCFIE方程形式,最后比较了不同积分方程建立阻抗矩阵的收敛性.数值算例表明该方法能明显提高计算效率,实现导体介质复合目标电磁散射分析快速、准确的求解.     

双层FSS结构电性能研究

提出了一种研究不同栅格及单元外形并有介质加载的双层频率选择表面(FSS)电性能的理论分析方法.通过确定双层FSS之间介质内传输波和反射波分别对相应的FSS具有周期性而得到矢量Floquet传输模和衰减模表达形式,应用切向电磁场边界条件推导出一组耦合积分方程,利用矩量法求解得到结构的电磁特性.以Y形缝隙作为FSS谐振单元,计算结果表明,双层FSS结构通过层间电磁场衰减模的耦合能够修正频率响应曲线,电性能较单层有很大的改善.     

基于改进型双正切变换的高阶近奇异性精确积分方法研究

电磁场表面积分方程方法（SIE）中的高阶近奇异性积分是SIE精确求解的关键技术之一,但现有方法主要是处理平面单元建模中的低阶近奇异性问题,目前还没有一种可用于高阶曲面建模中3阶近奇异性的精确稳定积分方法.本文在前期提出的双正切变换方法（DAT）的基础上,针对高阶曲面建模中含有RR/R⁵、R/R⁴和1/R³等形式积分核的近奇异性问题,通过引入指数变换解决了DAT算法在近奇异点与源单元非常接近时算法不稳定的问题,并通过引入形函数变换解决了DAT近奇异点与源单元边界靠近时积分不稳定的问题,形成改进型双正切变换方法（IDAT）.相对于DAT,所提IDAT更稳定高效.所提IDAT不仅可用于曲面单元中的高阶近奇异性问题的精确积分,同时也适用于低阶近奇异积分问题.理论分析与数值算例验证了本文所提方法的精确性与稳定性.     

边值积分方程的奇点与波导截止波数

证明了导体柱面外部散射场Ｅｚ＾（ｓ）、Ｈｚ＾（ｓ）的边值积分方程的奇点ηＥ和ηＨ相等。从而提出用解边值积分方程的方法求波导截止波数。其中对Ｅ模和Ｈ模可共用一套程序，只需调节主对角线元素的符号。Ｅ模的截止波数同时就是外部散射问题的奇点。     

THE MOMENT METHOD ON RESONANT QUADRIFILAR HELICAL ANTENNAS

An efficient measure is taken to rearrange Nakano's kernels of integral equationsfor an antenna system composed of arbitrarily bent wires.By means of the moment method,great efforts are made to analyze and compute the circularly polarized patterns,directivity,axialratio,front-to-back ratio and beam-shaping characteristics of resonant quadrifilar helical antennasas well as the feeding technique and the effect of an electrically large conducting body on theperformance of the antennas.     

Reconstruction of cylindrically layered media using an iterative algorithm with a stable solution

The reconstruction of cylindrically layered media is investigated in this article. The inverse problem is modeled using a source-type integral equation with a series of cylindrical waves as incidences, and a conventional Born iterative procedure is modified for solving the integral equation. In the modified iterative procedure, a conventional single-point approximation for the calculation of the field inside media is replaced by a multi-points approximation to improve the numerical stability of its solution. Numerical simulations for different permittivity distributions are demon- strated in terms of artificial scattering data with the procedure. The result shows that the procedure enjoys both accuracy and stability in the numerical computation.     

均匀介质中基于积分方程的二维电磁成像模拟

开发了一种基于积分方程的模拟均匀介质中二维电磁成像的反演算法。在反演中采用了Born 迭代方法,该算法具有抗噪声能力强、迭代稳定的优点。在正演计算中采用了计算积分方程的稳定型双共轭梯度快速Fourier 变换(BCGS-FFT)算法,将插值函数作为基函数和试探函数对积分方程进行弱化离散,离散后的积分方程采用稳定型双共轭梯度迭代方法进行求解,从而得到异常体内电场的分布,迭代过程中采用快速傅里叶变换(FFT)技术进行加速。反演算例说明了所开发算法的精确性和有效性。     

位积分方程组矩量法用于精确计算非均匀介质柱的电磁散射

位积分方程组的主要特点是以电磁位为未知函数,这些未知函数在具有不同电磁参数的介质分界面处是连续的,因而在矩量法的实现过程中能够非常方便地应用高阶插值基函数来展开未知函数,以便获得高精度的解。但是,经典的点匹配方案使该模型的数值稳定性较差。本文用位积分方程组矩量法模型计算任意截面非均匀介质柱的电磁散射,采用三角形离散方案和高阶插值基函数,在测试过程中应用新提出的测试方法,克服了原位方程组矩量法模型的数值不稳定性。对矩量法矩阵中自阻抗元素的奇异性处理方法也作了详细介绍。文中提供的数值结果表明,该方法是精确、稳定的。     

An Efficient Hybrid Parabolic Equation – Integral Equation Method for the Analysis of Wave Propagation in Highly Complex Indoor Communication Environments

An efficient, full-wave computational technique to investigate the electromagnetic wave propagation within a complex building environment, resulting from contemporary indoor communication systems, is proposed. Unlike a standard ray-tracing technique, this new methodology is based on the parabolic wave equation (PE), appropriately modified to deal with the extremely wide-angle propagation cases, encountered in a typical wireless system of this kind. It is also successfully applied to model the field in the presence of walls, doors or other penetrable structures, taking into account the exact geometric configuration of the environment under consideration. Next, the PE technique is significantly enhanced by an integral equation formulation, in which the computed field in the interior of the walls and other obstacles is used as a secondary equivalent current source and a corrected version of the electromagnetic field is recalculated in the whole indoor environment. This combined approach has all the advantages of a full wave method, does not call for a highly dense mesh, and it also has moderate requirements of computational resources.     

三维涡流计算中最少变量数边界积分方程的一个注记

本文回顾了求解三维电磁场涡流问题的数值计算方法,其中最少变量数边界积分方程法(Boundary Integral Equations of Minimum Order Method)具有很多优点.但提出该方法的论文以及后续论文中的边界积分方程中存在一些错误,本文给出了边界积分方程的极限推导过程,改正了这些错误.