起伏地形双向抛物线方法的计算与验证研究

双向抛物线方法是复杂环境下电波传播计算中的一种重要方法,提出一种新的不规则地形下双向抛物线方程用于电波传播的计算方法,该算法在求解过程中记录了所有波源的历史路径,结合具体路径对双向抛物线方法进行相位修正,并在步进过程中,对不同极化下障碍物表面的边界条件进行了重新处理,对目前采用的阶梯模型进行了改进。在此基础上,提出使用矩量法来精确验证近距离不同极化下双向抛物线方法的计算精度。通过实例分析,证明了起伏地形下新算法计算的精确性。     

外推技术结合矩量法应用于二维介质柱RCS计算

基于Richardson外推(Extrapolation)提出了一种提高精度和快速计算任意二维介质柱体的雷达散射截面(RCS)外推技术和矩量法(MOM)相结合的方法(RE—MOM)。首先用二层粗细有序网格对介质柱体截面剖分。接着采用矩量法对相应二维介质柱体的电场积分方程求解，得到介质体在某一平面入射波照射下各自的电场向量，通过外推技术获得介质柱体在这一人射波照射下细网格上高精度的电场向量，进而计算出RCS。文中计算了几个例子，并与其他数值计算方法进行了比较，结果表明RE—MOM方法是正确和有效的。     

偶极子天线电流分布的快速分层算法

分层算法(Hierarchical method)是一种电磁场积分方程的加速计算方法,通过一种层次式数据结构替代边界元法生成的稠密系数矩阵,使线性方程组的迭代求解中每一次矩阵-向量乘法运算次数减少到O(n),目前已经应用到集成电路互连线3D电容参数提取中.利用快速分层算法对偶极天线上电流分布和功率增益进行了计算,与矩量法(MoM)的比较显示:在类似精度下,采用分层算法显著地节省了计算时间.     

小波矩量法分析环形微带缝隙天线*

将矩量法和小波变换理论结合起来,应用于求解电磁场积分方程,分析计算了环形微带缝隙天线磁流分布、驻波、阻抗特性和辐射方向图,通过用小波基代替一般的分域基矩量法中的权函数和基函数,使矩量法中与算子相对应的阻抗矩阵变成为大量元素为零的稀疏矩阵,减小了数值方法对存储量的要求,在达到允许精度的前提下,使计算量显著降低。文中给出计算实例,验证该方法,计算结果与用一般矩量法计算结果和实际测试结果相比,吻合较好。     

任意截面波导的小波矩量法分析

用离散小波矩量法推导出了任意截面波导的特征值方程,并以常见规则波导为例,对其截止波数进行数值计算,所得结果与理论值吻合良好,从而使小波矩量法求解波导问题的可行性和有效性得以验证;文中分别用矩量法和小波矩量法对矩形波导主模的截止波长进行计算,通过对比其运算时间和收敛速度,表明在保证精度的前提下,小波矩量法能有效提高运算速度。     

平面波导缝隙阵列的散射特性分析与计算

应用矩量法和混合位积分方程(MPIE)计算了平面波导缝隙阵列的电磁散射.以屋顶函数(roof-top)作为基函数和检验函数,计算了x方向和z方向的磁流分量,进而求解了整个阵列的散射.为了减小求解矩阵方程时的计算量和存储量,采用了加速方法对整个计算进行加速,并将所得的数值结果与实验值进行了比较,验证了方法的准确性和有效性.     

多尺度问题电磁特性叠层矩量法分析北大核心CSCD

论文提出了一种叠层矩量法分析多尺度目标电磁特性。论文采用矩量法直接计算强相互作用区域,多层矩阵压缩方法(MLMCM)和多层快速多极子方法(MLFMA)分别用于加速计算低频和高频作用区域。论文通过使用多分辨ILU(MR-ILU)预条件加速迭代求解矩量法离散多尺度目标产生的病态矩阵方程。通过分析实际多尺度目标电磁特性证明论文方法的有效性。     

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.     

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.     

微带天线RCS计算

在采用基于混合位积分方程的矩量法分析微带天线RCS时,首先采用二级离散复镜像法求解空域格林函数,从而大大提高了矩量法的计算效率,然后利用三角形网格剖分计算目标,也使得矩量法更适合分析复杂结构.采用本文方法的计算结果也和相关文献的计算结果相一致,从而验证了本文方法的高效性和正确性.     

平面分层媒质空域Green 函数快速计算

格林函数法是电磁场数值分析中的一种基本方法,平面分层媒质的空域格林函数通常表达成Sommer-feld积分形式。文中针对该问题快速求解的几种基本方法进行了系统分析,对各种分析方法进行了分类,根据研究进展情况,概述了传统离散复镜像法(DCIM)、二阶DCIM、增强型DCIM(EDCIM)、柱面波逼近和支割线积分以及其他方法,阐明了各种方法的优缺点;对计算得到的闭式Green函数在具体电磁散射与辐射计算中产生的误差控制、定阶、维数、媒质有耗问题进行了分析,给出了一种简便的有耗媒质DCIM方法,数值计算结果显示文中方法的正确性。     

基于FE-BI的介质粗糙面上方涂覆目标电磁散射特性研究

采用有限元-边界积分（finite element boundary integral,FE-BI）方法研究了介质粗糙面上方涂覆目标的复合电磁散射特性,推导了一维介质粗糙面上方二维涂覆目标电磁散射的FE-BI公式.在仿真中,采用功能强大的有限元方法模拟涂覆目标内部场,对于涂覆目标与粗糙面之间的多重耦合作用则通过边界积分方程方法进行考虑.结合Monte-Carlo方法,数值计算了介质高斯粗糙面上方涂覆圆柱目标的电磁散射,分析了涂层材料介电常数、粗糙面粗糙度以及介质粗糙面介电常数变化对复合模型双站散射系数的影响.数值结果表明,相比于传统矩量法（method of moment,MoM）,本文方法虽然在处理理想导体模型时效率略低,但可以处理MoM难以处理的复杂媒质电磁散射问题,且计算精度较高.     

抛物方程法在森林环境电波传播特性预测中的应用

为提高大区域森林环境电波传播特性预测的准确性,研究抛物方程（PE）法在森林环境电波传播特性预测中的应用,提出了基于抛物方程的森林模型。该模型采用PE法实现准确快速求解,考虑森林在垂直方向上的非均匀性,引入森林分层模型,将森林分为树冠、树干两个均匀有耗介质层,并根据森林区域的特性参数确定各有耗介质层的等效介电常数,相比于传统将森林等效为一个给定介电常数的均匀有耗介质层,能够更准确地描述森林对电波传播的影响。将其应用于三种常见绿叶林的电波传播特性预测中,仿真结果表明,该模型能够反映不同区域、不同植被种类的森林对电波传播的影响差异,有效预测大区域森林环境电波传播特性。     

海面散射复镜像算法的研究

针对海洋背景下目标电磁散射问题, 分析了离散复镜像法(Discrete Complex Image Method, DCIM)计算半空间问题索末菲积分时复镜像数目的选择方案, 以提高后续矩量法(Method of Moment, MoM)的求解效率.文中应用多级路径DCIM保证了计算精度和鲁棒性, 同时根据海洋的介电特性, 给出了一定空域距离和介电参数条件下, 以相同精度计算三个典型索末菲积分需要复镜像数目的最小值, 从而使阻抗矩阵的填充时间最小.数值结果证明了所给方案对MoM效率的提升.     

Radiation and scattering from infinite periodic printed antennaswith inhomogeneous media

The hybrid method of moments (MoM)/Green's function method technique is applied to infinite periodic printed antenna arrays containing dielectric inhomogeneities. The solution uses an integral equation for an infinite periodic printed array on or over a homogeneous dielectric substrate, coupled with equivalent volume polarization currents for dielectric inhomogeneities on top of the homogeneous substrate. Volume pulse-basis functions were used to expand the volume polarization currents. A hybrid MoM/Green's function method solution was then obtained through the matrix form of the problem. The two-dimensional (2-D) solution of plane wave scattering from a grounded dielectric slab was used to validate the reaction impedance of the dielectric inhomogeneity. Several infinite periodic printed dipole arrays with dielectric supports and overlays were studied with this solution and good agreement was observed between the hybrid MoM/Green's function method and waveguide simulator experiments     

鱼骨天线相位中心的准确计算方法研究

研究了一种考虑地面影响时准确计算鱼骨天线相位中心的方法。由于相位方向图的准确计算是准确提取相位中心的前提,所以我们按照鱼骨天线的施工结构建模,并采用矩量法(MoM)进行计算,保证了相位方向图计算的准确性。地面的影响会导致主瓣上翘,为了减小相位中心计算的误差,选择包含主瓣最大辐射方向的两个正交平面内的相位方向图来进行处理。然后,采用最小二乘法计算了天线的相位中心,并验证了其准确性。最后,给出了一种鱼骨天线的相位中心位置随频率的变化曲线,结果表明该鱼骨天线的相位中心位置随着频率的变化较为明显。     

粗糙海面上三维金属目标的电磁散射特性分析

该文采用矩量法(MoM)计算粗糙海面上三维金属目标的电磁散射特性。计算了位于半空间媒质中的电偶极子和磁偶极子的矢量位并矢格林函数和标量位格林函数,并将其应用于矩量法中。把海水视为下半空间媒质,粗糙海面为位于上半空间中的介质表面。通过建立介质和金属混合目标的积分方程,并采用迭代方法求解矩阵方程以得到该模型的散射特性,数值结果验证了本文方法的有效性。     

Efficient analysis of electromagnetic radiation from microstrip antenna using volume-surface current contunuity method

The Volume-Surface Current Continuity Method (VSCCM) is presented to analyze electromagnetic radiation from microstrip antenna. The microstrip antenna is discretized into small triangular patches on conducting surface and tetrahedral volume cells in dielectric region. The Method of Moments (MoM) is applied to solve the integral equation. An equation contains the restriction relation between the volume and surface current coefficient is derived from the current continuity equation at those parts where the conducting surface is in contact with the dielectric material. A simple equivalent strip model is introduced in the treatment of the feeding probe in VSCCM. The VSCCM can reduce the unknowns required to be solved in MoM, as well as the condition number of the matrix equation. Numerical results are given to validate the accuracy and efficiency of this method.     

高频有损斜开孔腔体屏蔽效能研究

针对带孔屏蔽腔体工作时受复杂电磁干扰问题,基于电磁拓扑理论和BLT 方程,考虑开孔倾斜、偏 心、任意平面波照射、任意观测点位置等情况,提出用于计算斜开孔腔体屏蔽效能的解析模型。同时将腔体材料考 虑为有损导体,对BLT 方程中散射矩阵和传播矩阵进行修改;并利用电压和电场分布关系,考虑腔体内多种传播模 式,将模型的可计算频段拓展为0~3 GHz。最后,设计五组试验,对比CST 仿真值、Robinson 拓展算法计算值与文中 所提模型计算值,验证所提模型的准确性与优化性。为实际工程中孔缝腔体屏蔽问题的预测与计算提供方法。     

基于三角面元剖分的全波信号完整性建模方法

推导了一种采用三角面元剖分和RWG(Rao-Wilton-Glisson)基函数的部分元等效电路(PEEC)方法,在此方法中采用了离散复镜像(DCIM)来计算格林函数。对于有拐角的印刷电路板(PCB)走线,同传统PEEC的四边形剖分方法相比,采用RWG基函数定义的三角形剖分方法有更高的计算精度和计算效率;不同于一般的使用准静格林函数的PEEC方法,在高频条件下,采用离散复镜像的PEEC方法的计算结果依然准确,并可以兼容HSPICE仿真信号完整性(SI)问题。给出了联合使用PEEC和HSPICE仿真得到信号眼图的结果,将实际PCB板走线S参数的仿真结果和测量结果进行了对比。实验结果表明:RWG-DCIM-PEEC是一种有效的SI仿真与分析方法。