基于CSG模型的SAR城区回波模拟

对城区的SAR回波仿真是一个比较困难的问题.在城区场景的SAR图像中,地面一墙壁结构、屋顶、屋脊、屋檐、地面是SAR图像中重要的散射源.利用构造几何模型对城区建筑进行几何建模,将场景分解为大量三维立体网格,计算网格内主要散射源的散射系数.利用网格位置及其散射系数,在SAR空间几何关系下仿真了城区场景回波.成像结果表明该方法的有效性.     

基于高阶叠层矢量基函数的时域电磁场 积分方程方法

本文将准正交高阶叠层矢量基函数用于时域电磁场积分方程(TDIE),求解了三维金属目标的时域电磁散射问题.准正交高阶叠层矢量基函数定义在曲面四边形单元上,并且不要求网格为规范网格,给复杂目标的几何建模和电磁建模带来很大方便.在空间上利用伽略金方法、时间上采用点匹配法求解时域电磁场积分方程,并采用隐式时间步进算法,数值计算结果表明了该方法求解时域积分方程的精确性、高效性与稳定性.     

复杂多层介质电磁分析的几何建模及剖分技术

三维复杂介质结构高精度的几何建模和高质量的离散网格数据文件是应用体积分方程矩量法(VIE-MoM)分析其电磁问题的重要前提.借助商用CAD建模软件,针对复杂多层非均匀介质结构的特点,采取了一种由面到体的几何建模思路快速地建立其三维实体几何模型,有效地解决了非均匀介质突变表面上四面体网格的匹配问题,从而实现对实体模型的快速网格离散,获取高质量的四面体网格数据文件.对双层半球壳、双层直锥形、正切卵形天线罩等几种多层介质结构的建模和网格剖分实例表明,采用本文所述方法,在不同形状的介质交界面上都能够实现优良的网格匹配效果,可为VIE-MoM计算复杂多层介质电磁问题提供高质量的网格数据文件.     

复杂目标电磁散射特性分析中的几何建模

利用积分方程方法进行复杂导体目标电磁散射特性分析必须综合考虑电磁问题的几何外形的共同建模，几何建模是电磁建模的基础，直接关系到电磁计算的精度与复杂度。建立复杂目标的几何外形需按照一定的原则对目标进行网络划分。本文针对复杂导体目标提出了几何建模和网格划分的原则，利用ANSYS的APDL语言建立了复杂目标的几何模型，以roof-top基函数和曲面RWG基函数为例，给出了符合电磁计算要求的几何数据。     

一种太赫兹频段粗糙凸体目标散射计算方法

太赫兹频段下目标散射特性计算需考虑目标表面的粗糙特性和目标材料参数。在对粗糙目标几何建模时,通常的精细面元剖分建模方法使得散射计算问题难以求解。提出确定性建模与统计性建模相结合的粗糙目标几何建模方法,并且基于全波法提出了一种太赫兹频段可计算任意材料、任意粗糙凸体目标散射场的计算方法。通过与通用电磁计算软件计算结果的比较验证了该方法的准确性。     

复杂目标的FDTD几何-电磁建模方法

本文提出一种利用DirectX建立复杂目标FDTD模型的实用方法.运用DirectX分析目标模型的整体几何特性和材质特性,从不同侧面作多束穿透模型的射线,获得目标几何结构细节,判断剖分网格是否在模型内部,根据材质信息得到相应位置的电磁参数,最后按照FDTD计算要求建立复杂目标的空间电磁信息文件.文章建立了金属球体的FDTD模型并计算了它的电磁散射特性,用所得结果验证建模方法的有效性,进而给出了BLITZ卡车、M60坦克的FDTD模型.     

利用网格卷积特征的三维形变目标分类

三维目标的形状变化给目标识别带来很大挑战,同时三维网格模型的不规则数据结构难以直接应用卷积运算提取三维目标特征.对此,本文提出了一种高效的三维形变目标的网格卷积特征表示方法,准确提取形状信息并进行分类.首先通过网格卷积运算获得形变目标中典型局部曲面形状分布,其次通过马尔科夫链对曲面形状的空间共现关系建模,从而形成三维模型的全局特征描述,最后采用支持向量机实现形变目标分类.该方法将连续多项式函数作为卷积模板,实现针对不规则数据结构的网格卷积运算,并且给出了卷积模板参数的无监督学习方法.在标准非刚性三维模型数据集SHREC10与SHREC15上的实验结果表明本文方法能有效提取三维网格模型的形状信息,分类准确率分别达到了92.88%与96.54%.     

基于Daubechies尺度函数的共形MRTD方法研究及其电磁散射应用

为了降低Yee氏蛙跳式网格划分的台阶误差,该文对3维曲面导体目标进行精确电磁建模,将时域多分辨(MRTD)算法与共形时域有限差分(CFDTD)算法结合,提出一种新的基于Daubechies尺度函数的共形时域多分辨(CMRTD)方法。该文提出将基于Daubechies尺度函数的MRTD迭代公式分解为若干传统FDTD迭代公式的线性组合,然后对最里面回路上的FDTD分解式运用局部共形技术,再将各个分解式进行线性组合,从而得到CMRTD结果。仿真结果表明,CMRTD方法既保持了MRTD方法节省计算资源、计算效率高等优点,同时明显提高了计算的精度。     

基于共形几何代数的C-球壳聚类方法及其实现

提出一种新的基于共形几何代数的C-球壳聚类算法。首先C-球壳聚类分析中的模式和球壳原型,在共形几何代数中可以表示为矢量,而共形空间中模式与球壳的内积,等价于模式与球壳的距离,从而能够有效地表示球壳聚类分析中的目标函数,并且推导给出求解该目标函数最小化的新方法;介绍该算法基于VB和MatrixVB的实现,该方法将Matlab的强大计算功能与VB的windows用户界面开发方面优势结合起来,充分发挥了各自优势,缩短了软件的开发周期。实验结果表明,该算法能够有效地对球壳形数据进行聚类,计算方法正确、计算速度快、系统资源消耗少,能满足数据聚类的要求。     

区域分解时域有限差分方法(DD-FDTD)及其在散射问题中的应用

本文提出一种区域分解的时域有限差分算法(DD-FDTD).依据待解问题的特点,把待解问题分解为几个子区域,在各个子区域中,采用适合于该区域的共形网格进行划分计算,通过一种有效的信息传递方案,把各个子区域综合起来,获得原问题的解.通过采用这种方法,一个复杂的问题可以得到简化,从而变得适于求解,同时,共形网格和精确的信息传递方案的使用,大幅度提高了计算精度.文中,用该算法对二维电磁散射问题进行了分析计算,获得了精确的计算结果.