PC群集系统中并行矩量法研究

目前复杂环境的EMC分析,计算量过大,耗时太长,使分析与优化遇到实质性的困难.本文研究MPI结合矩量法的并行技术,测试了在PC群集系统中并行矩量法的性能,并以此完成大型计算.与大型机和工作站相比,PC群集系统中的并行矩量法可以用较低的硬件成本有效的实现复杂环境电磁特性分析.     

UTD结合MM计算复杂环境中天线的方向图

一致性几何绕射理论(UTD)算法中,天线被等效为一个源点;UTD方法需要根据天线的指向,得到反射点(绕射点)处的入射场,从而得到场点处的反射场(绕射场).然而,对于某些形状复杂的大型天线(比如八木天线),将天线中任何一点作为天线的源点都不合适,将任何一个方向作为天线的指向也都不合适.因此,可用矩量法(MM)计算天线的电流,每一小段电流等效为一个电流元,中心点等效为UTD算法中的源点.这样,该电流元在反射点(绕射点)的辐射场就很容易得到.将此辐射场作为UTD的入射场,就可以计算每个电流元在场点处的场.所有场点的场叠加、归一,即可得到天线的方向图.     

用UTD方法分析电大导体表面上缝隙天线间的互耦

采用一致性几何绕射理论(UTD)结合互易定理准确分析了复杂电大导体表面上缝隙天线间的互耦。UTD是高频方法，对于解决电大系统问题十分有效。本文用UTD方法计算了电大导体圆柱面上缝隙天线间的互耦，与已有文献结果吻合得很好，对实际工程有一定的指导意义。     

用MoM-UTD混合方法分析机载平台天线间的隔离度

天线间的隔离度是机载平台电磁兼容(EMC)的重要指标之一。由于机载平台的电尺寸很大,因此单纯矩量法(MoM)很难解决。一致性几何绕射理论(UTD)虽是高频方法,适合解决电大问题,但其精度较低。该文采用MoM-UTD混合方法分析机载平台天线间的隔离度,兼顾了计算精度和速度,得到的计算结果和测量值吻合良好。     

利用PO修正MM-UTD计算机载波导缝隙天线阵的方向图

针对物理光学方法(PO)中Ludwig算法数值发散的问题,提出了解决方案。以复矢量场为接口,利用PO修正了MOM-UTD算法,并应用于机载波导缝隙天线阵方向图的计算。采用MOM分析天线自身的特性,UTD分析飞机形状简单的大型部件对天线方向图畸变的影响,PO分析机头等形状复杂的部件的影响。计算结果表明,此3种方法的结合算法适用于计算靠近机头的机载天线的方向图。     

复杂散射环境中MoM与UTD混合方法的PO扩展

本文提出利用物理光学PO可扩展MoM UTD的应用范围 .理论和数值结果表明 ,PO电流的引入抛开了MoM UTD混合中的镜像原则 ,使散射体扩展到任意复杂面 ,以及很好地解决了线天线距离弯曲曲面较近的情况下UTD技术的缺陷 .另外 ,本文指出适当比例的PO区域仍可以较准确地求解MoM区域的电流和阻抗特性 ,使得本文方法变得简单有效 ;这为快速有效地分析复杂电大目标的电磁兼容问题提出了一条新的切实可行的途径     

有限元法与UTD结合计算机载天线方向图

为了计算机载天线的方向图,近区矢量场可以作为有限元法(FEM)与UTD(一致性几何绕射理论)的结合点,将二者结合以解决类似的工程问题.首先利用基于有限元法的软件HFSS计算相控阵天线的近区矢量场,然后将此结果作为UTD方法的源进一步计算以预测该相控阵天线的受扰特性.结果表明这种方法可有效用于分析机载相控阵天线的辐射特性.     

NURBS-UTD方法的反射射线寻迹算法研究

针对目前的UTD方法无法处理任意弯曲模型这一缺陷,该文将CAGD中广泛使用的NURBS曲面建模技术与计算电磁学中广泛使用的UTD方法相结合,讨论了NURBS-UTD方法的反射射线寻迹算法.该算法可应用于包括UTD方法中典型的柱、锥在内的任意曲面上,数值结果表明了算法的有效性及实用性.     

基于分时静电技术解决综合ATS的EMC

为了解决综合ATS电磁兼容性问题,在研究综合ATS工作过程、分析影响综合ATS的EMC因素基础上,介绍了采用屏蔽、滤波、合理布线、接地等几种硬件解决EMC的方法。提出了采用分时静电技术解决综合ATS的EMC方法,该方法将综合ATS的所有信号分别进行控制,实现了在弱化其他信号的基础上对各被测信号的单独测量,从而减少其它信号的干扰和影响,解决了综合ATS的EMC问题。经过试验验证,通过该方法可以大大提高综合ATS的可靠性。该方法对提高大型复杂装备的可靠性有一定借鉴作用。     

导弹头共形阵的射线寻迹及UTD参数计算

本文根据微分几何原理，导出了与导弹头并形的旋转抛物面上绕射场的UTD参数的计算公式。通过拟椭球积分得到了旋转抛物面上短程线的解析式，避免了数值方法射线寻迹的复杂性，同时简化了UTD参数的计算。这些公式是UTD法计算并形阵的辐射特性和耦合特性时所必需的。     

PC集群MPI并行矩量法分析复杂平台多天线特性

为分析安装于诸如飞机、舰艇等复杂目标上多天线的电磁兼容性,本文引入了Costa基函数对多天线线面连接结构进行建模.针对计算量过大、耗时太长这一主要障碍,结合RWG基函数特点,设计了一种高效的适用于共轭梯度方法求解的棋盘状并行矩阵填充算法,避免了RWG基相互作用的重复计算,然后详细地讨论了并行共轭梯度算法求解矩量法矩阵方程的并行实现过程.本文进一步开发并在PC集群中实测了MPI并行矩量法程序性能,作为应用计算了安装于某飞机头部的多天线辐射特性.     

机载天线辐射方向图的MM—UTD混合法分析

采用矩量法（MM）结合二致性几何绕射理论（UTD）的混合方法计算了机载单极天线的辐射方向图。该混合方法建立的机载天线辐射模型更符合实际，并且它同时具有MM的精确性和UTD的高效率，克服了单一方法的不足。计算结果对于预测天线间的电磁兼容性和优化天线布局具有一定的指导意义。     

并行FDTD-UTD方法分析机载相控阵天线

利用时域有限差分法(FDTD)-UTD(一致性几何绕射理论)混和算法分析机载相控阵天线的辐射方向图.将复矢量场作为FDTD方法和UTD方法的接口,提出FDTD-UTD混和算法解决机载相控阵天线辐射问题.首先利用并行FDTD方法通过全波分析得到精确的相控阵的辐射复矢量场,然后将此结果作为源代入UTD算法来预测相控阵受机体的影响.结果表明该方法可以有效地解决机裁相控阵辐射分析问题.     

PC集群系统中MPI并行矩量法研究

针对复杂环境的电磁兼容分析中计算量过大、耗时太长的障碍,该文组建了一个高性能PC集群系统,以 此为硬件平台研究了MPI并行环境下的并行矩量法。论文首先给出了与并行共轭梯度法求解矩阵方程对应的矩量 法矩阵的棋盘块划分方式,然后详细地讨论了并行共轭梯度算法求解矩量法矩阵方程的并行实现。作为应用实例计 算了某飞行器模型的散射特性,并测试了在PC集群系统中本文并行矩量法程序的性能。     

机载天线间隔离度仿真分析

利用一致性几何绕射理论仿真计算了机载天线间隔离度,并通过与实测结果的比较,验证了该仿真方法工程适用性。对机载系统的天线布局优化以及电磁兼容性预设计具有一定的参考意义。     

FDTD算法的网络并行运算实现

本文提出了FDTD方法在微机互连构成的机群(COW)并行计算系统上以消息传递方式执行的一种实现方案.组成了验证性的机群并行计算系统,以一维和三维典型算例验证了算法的可行性、正确性和高效性,为运用FDTD方法进行电大尺寸复杂电磁问题数值模拟计算提供了一条有效的途径,也为深入进行这方面研究奠定了基础.     

机载天线辐射方向图的MoM-UTD混合法分析

采用矩量法(MoM)结合一致性几何绕射理论(UTD)的混合方法分析了机载单极天线的辐射特性。用该混合方法建立的机载天线辐射模型更符合实际,并且它同时具有MoM的精确性和UTD的高效性,克服了单一方法的不足。计算结果对于预测天线间的电磁兼容性和优化天线布局具有一定的指导意义。