广义Cauchy技术加速MOM对介质柱单站RCS的快速求解

本文基于Cauchy技术和矩量法（MOM）快速预测任意截面形状、非均匀介质柱体的单站雷达散射截面（RCS）。首先采用MOM求解介质柱的电场积分方程,得到介质柱在某一给定方向入射波照射下的各低阶矩量的极化电流,然后利用Cauchy技术获得用有理函数模型表示的、在任意角度入射波照射下的极化电流,进而计算出RCS的宽角响应。计算结果表明,Cauchy技术守全能逼近MOM精确计算的曲线,同时可大大加快计算速度。     

渐近波形估计技术用于介质柱宽角度RCS的计算

基于渐近波开估计（AWE）技术和矩量法（MOM）快速预测任意形状非均匀介质柱体的单站雷达散射截面RCS方向图,采用矩量法求解介质柱的电场积分方程,得到介质柱在某一给定方向入射波照射下的极化电流,然后利用AWE技术将任一角度入射波照射下的极化给定角度附近展开成Taylor级数,通过Pade逼近将Taylor级数转化为有理函数,由此可获得介质柱在任一角度入射波照射下的极化电流,进而计算出RCS方向图。计算结果表明AWE完全能逼近MOM精确计算的曲线,同时可加快计算速度。     

渐近波形估计技术应用于导体柱RCS方向图的快速获取

本文基于渐近波形估计(AWE)技术和矩量法(MOM)快速预测任意形状导电柱体(PEC)的单站RCS方向图.首先采用矩量法求解导体柱的电场积分方程,得到导体柱在某一给定方向入射波照射下的表面电流的低阶矩量,然后利用AWE技术求出在任意方向入射波照射下用有理分式函数表示的表面电流,进而计算出RCS方向图.计算结果表明AWE完全能逼近MOM精确计算的曲线,同时在计算速度上可加快几十倍.     

渐近波形估计技术在涂敷导体柱宽角度RCS快速计算中的应用

采用渐近波形估计技术 (AWE)和矩量法相结合的方法 ,计算了TM波入射下表面涂敷有耗介质的导体柱的宽角度单站RCS ,本方法首先采用矩量法求解由电磁场等效原理得到的介质层表面等效电磁流耦合方程 ,得到柱体在某一给定方向入射波照射下的电流和磁流密度 ,然后采用渐近波形估计技术将任意角度入射波照射下的电流和磁流密度在给定的角度附近按Taylor级数展开 ,通过Pad埁逼近将Ｔａｙｌｏｒ级数转化为有理函数 ,由此可以得到涂敷导体柱在任意角度TM波入射下的电流和磁流密度 ,进而可以得到柱体的宽角度RCS。此方法得到的结果与由MOM计算的结果完全吻合 ,而AWE的计算效率却提高了一个数量级。     

渐近波形估计技术在三维电磁散射问题快速分析中的应用

本文将渐近波形估计技术应用到矩量法中,计算了三维理想导体目标的宽带雷达散射截面(RCS)和单站RCS方向图.用矩量法求解电场积分方程,得到给定频率点、给定方向入射波照射下的导体表面电流密度,应用渐近波形估计技术分别得到频带内任意频率点以及任意角度入射波照射下的导体表面电流密度,进而计算出宽带RCS和单站RCS方向图.计算结果表明渐近波形估计技术与矩量法结合可以逼近矩量法逐点计算的结果,且计算效率大大提高.     

飞机尾翼吸波结构的优化设计

对二雏介质金属复合尾翼模型，当其外形和前缘介质结构电磁参数一定但介质和金属分界面夹角取不同值情况下，采用矩量法计算了在10GHzTM均匀平面波照射下该模型双站雷达散射截(RCS)，并作比较。结果表明在复合尾翼外形和前缘介质电磁参数一定情况下，当介质和金属V字形分界面夹角为90度时最利于减小后向雷达散射截面(RCS)。     

分段Padé逼近法用于预测二维介质柱的单站RCS方向图

矩量法与分段Pade逼近法结合用于预测任意形状截面二维介质柱的单站RCS方向图．该方法采用以总电场为未知函数的微积分方程．在矩量法过程中。用共轭梯度法和快速傅里叶变换(CG—FFT)的组合算法求解线性方程组，以便降低存储量和加快迭代速度．分段Pade逼近法用于加速获取单站RCS方向图．这里为分段Pade逼近法增添了一个自适应算法，克服了以往人工选择展开点位置的缺点．这种新的组合算法称为CG—FFT—PAIS算法．文中的数值算例证实了所述方法的有效性和实用性．     

任意截面非均匀各向异性阻抗柱体的电磁散射

采用矩量法(MoM)结合阻抗边界条件研究了二维无限长任意形状截面非均匀各向异性阻抗柱体的电磁散射特性。散射场通过Stratton-Chu电场积分方程、电流连续性方程和二维格林函数予以求解。当柱体截面矢径的模等于恒定值时,目标退化为二维无限长圆柱,提出的计算方法仍然有效。计算得到的散射宽度结果与解析法、物理光学法(PO)的结果进行了比较,吻合良好。     

一种新的雷达目标散射截面宽带和宽角同时外推技术

雷达散射截面(RCS)既与频率有关又与角度有关.采用矩量法(MOM)结合降维展开格式(RDES)和渐近波形估计技术(AWE),可同时获得单站RCS的频域和角度域特性.首先,建立了关于目标表面电流的电场积分方程(EFIE),并采用MOM将EFIE离散为线性代数方程组;其次,基于RDES技术,可将目标表面电流展开为关于频率与角度及其各阶导数的叠加;再次,基于AWE技术,可快速获取目标表面电流的频域与角度域特性;最后,由目标表面电流计算远区散射场及RCS.本方法至少具有两个明显的优点,其一是能得到RCS的解析表达式,其二是明显降低计算机仿真时间.     

短波雷达目标散射截面的计算

利用矩量法(MOM)仿真计算了短波波段小型飞行器的雷达散射截面(RCS)，为了快速获得大型舰船的短波RCS，则利用了图形电磁计算方法(GRECO)。通过对仿真结果分析和解释，计算结果是符合实际情况的。所开发的GRECO软件在大尺寸目标的RCS计算中是准确、高效的，可以为短波雷达系统的研究提供可信的仿真数据。     

预处理结合AWE技术求解导体目标RCS

采用渐近波形估计技术(AWE)和预处理技术求解导体目标的宽带雷达散射截面(RCS)。应用矩量法求解导体目标的电场积分方程,通过构造预条件算子,使由矩量法得到的阻抗矩阵稀疏化,从而计算导体表面电流时变得简便,再结合渐近波形估计(AWE)技术计算导体目标的宽带雷达散射截面(RCS)。实例结果表明,该方法在计算电大导体目标时具有较高的计算效率和很好的精度。     

Fast computation of wideband RCS using characteristic basis function method and asymptotic waveform evaluation technique

The Asymptotic Waveform Evaluation (AWE) technique is an extrapolation method that provides a reduced-order model of linear system and has already been successfully used to analyze wideband electromagnetic scattering problems. As the number of unknowns increases, the size of Method Of Moments (MOM) impedance matrix grows very rapidly, so it is a prohibitive task for the computation of wideband Radar Cross Section (RCS) from electrically large object or multi-objects using the traditional AWE technique that needs to solve directly matrix inversion. In this paper, an AWE technique based on the Characteristic Basis Function (CBF) method, which can reduce the matrix size to a manageable size for direct matrix inversion, is proposed to analyze electromagnetic scattering from multi-objects over a given frequency band. Numerical examples are presented to illustrate the computational accuracy and efficiency of the proposed method.     

Scattering by arbitrarily cross-sectioned layered, lossy dielectric cylinders

The scattering properties of TM or TE illuminated lossy dielectric cylinders of arbitrary cross section are analyzed by the surface integral equation techniques. The surface integral equations are formulated via Maxwell's equations, Green's theorem, and the boundary conditions. The unknown surface fields on the boundaries are then calculated by flat-pulse expansion and point matching. Once the surface fields are found, scattered field in the far-zone and radar cross section (RCS) are readily determined. RCS thus obtained for circular homogeneous dielectric cylinders and dielectric coated conducting cylinders are found to have excellent agreements with the exact eigenfunction expansion results. Extension to arbitrary cross-sectioned cylinders are also obtained for homogeneous lossy elliptical cylinders and wedge-semicircle cross-sectioned cylinders, with and without a conducting cylinder in its center. RCS dependences on frequency and conductivity as well as the matrix stability problem of this surface integral equation method are also examined.     

半空间理想导体目标RCS缩比关系的研究

根据物理光学方法(PO)和半空间并矢格林函数,推导出半空间中理想导体的散射场.根据该散射场,首次推导出半空间中理想导体目标的缩比关系,并具体给出了半空间中典型理想导体目标(薄平板和柱面)的RCS缩比因子表示式.为了验证该公式的正确性,矩量法仿真同时给出了直接计算原型目标和通过该缩比因子和缩比模型所得原型目标的RCS.数值结果表明,该缩比关系是有效的.     

Backscatter RCS for TE and TM excitations of dielectric-filledcavity-backed apertures in two-dimensional bodies

Transverse electric (TE) and transverse magnetic (TM) scattering from dielectric-filled, cavity-backed apertures in two-dimensional bodies are treated using the method of moments technique to solve a set of combined-field integral equations for the equivalent induced electric and magnetic currents on the exterior of the scattering body and on the associated aperture. Results are presented for the backscatter radar cross section (RCS) versus the electrical size of the scatterer for two different dielectric-filled cavity-backed geometries. The first geometry is a circular cylinder of infinite length which has an infinite length slot aperture along one side. The cavity inside the cylinder is dielectric filled and is also of circular cross section. The two cylinders (external and internal) are of different radii and their respective longitudinal axes are parallel but not collocated. The second is a square cylinder of infinite length which has an infinite length slot aperture along one side. The cavity inside the square cylinder is dielectric-filled and is also of square cross section     

渐近波形估计应用于地限大导体平面上凹槽散射场宽角度方向性函数的快速获取

本文基于渐近波形估计（AWE）技术和矩量法（MOM）快速预测无限大导体平面上任意形状凹槽的散射场方向性函数。用矩量法求解得到给定方向入射波照射下凹槽口径磁流,用AWE技术得到任意方向人射波照射下口径磁流,进而计算出散射场的方向性函数。计算结果表明AWE能逼近MOM计算结果,同时在计算速度上可提高几十倍。     

介质体电磁散射分析中的等效偶极矩法

在介质体电磁散射分析中,提出了一种基于等效偶极矩法的快速矩阵生成技术。该方法以矩量法和RWG基函数为基础,将源点处的电(磁)流等效为电(磁)偶极子,因而阻抗矩阵元素可以认为是源点电(磁)偶极子所产生的近区场与场点电流基函数之间的相互作用。这样等效偶极矩法避免了格林函数二重积分,使得阻抗矩阵元素的生成速度明显提高。数值结果表明该方法有较高的计算效率和精度。     

Parameters Extraction of Millimeter Wave Circuits by Hybrid Vector Finite Element and Moment Method Combined with SOC Technique

This paper presents a hybrid method, which couples the vector finite element method (FEM) and method of moment (MOM) for analyzing the field and current distribution of the millimeter wave circuits. The FEM is applied to handle the interior region of dielectric bodies and MOM is used to solve surface integral equations. Then, These integral expressions are coupled into the FEM equations through the continuity of the tangential fields across the connection boundaries. Simultaneously, the short-open calibration (SOC) technique is used for predicting accurately the scattering parameters of the circuits. Numerical results are well compared with those published in the previous literatures.