基于时域平面波算法快速求解电大目标瞬态散射特性

基于电磁场时域积分方程（TDIE）数值技术计算电大目标的瞬态散射特性,其计算量和内存需求大。应用时域平面波算法（PWTD）加速求解TDIE,针对算法实现中三个关键步骤,聚集、转移和投射,利用出射表和入射表进行改进。该方法一方面显著降低了内存需求,另一方面通过把PWTD算法中的传统投射方式,改为前向贡献式投射方式,大大减少了投射次数,并且更有利于时间点的对齐,因此提高了计算速度和精度。     

并行时域平面波在电大目标瞬态散射中的应用

基于电磁场时域积分方程数值技术计算复杂目标的瞬态散射特性,其计算量和内存需求大,应用经典的单元分组算法-时域平面波算法,降低了时域积分方程的计算规模.文中在研究时域平面波算法并行算法的基础上,开发了基于.NET Remoting 的电磁场分布式数值计算方案.数值结果表明,该分布式并行方案显著提高了时域平面波算法的计算效率,为解决电大目标瞬态电磁散射问题提供了一条有效途径.     

求解时域电场积分方程的稳定时间步进算法

利用面积坐标变换、相对坐标变换、积分区域分解和广义Duffy坐标变换将时域电场积分方程中奇异性积分(共面、共边和共单结点的场源三角形单元上)转化成可精确计算的非奇异性积分.在不同时间基函数(导数连续和导数不连续)、不同时间步长情况下对比分析了该方法和现有的常用方法计算奇异性积分的精度.计算实例表明:时域阻抗矩阵的精确计算有效地改善了时间步进算法的后时稳定性.     

利用时间步进算法精确稳定求解时域积分方程

 时域阻抗矩阵元素的计算需要分别计算场单元和源单元上的空时积分,由于时间基函数的分域性以及时间基函数(如三角型时间基函数)导数的不连续性,使得采用高斯积分方法计算源单元上空时积分的计算精度较差且误差随着时间步长的减小而增大.本文通过将源单元上空时积分转变成为1D时间卷积分和1D空间解析积分来精确计算时域阻抗矩阵元素,并在此基础上利用时间步进算法求解了时域电场、磁场和混合场积分方程.通过计算实例表明该方法在较大的时间步长取值范围内均能确保时域积分方程时间步进算法求解的精度和后时稳定性.     

精确稳定求解时域电场积分方程的一种新方法

时域电场、磁场和混合场积分方程已被广泛用来分析散射体的时域散射响应.基于适当的空间积分方法和隐式的时间步进算(MOT)法在求解时域磁场和混合场积分方程时总是稳定的,然而在求解TDEFIE时则是不稳定的.在本文中,时域电场积分方程的非奇异性积分采用标准的高斯求积法来计算;而利用参数坐标变换和极坐标变换将其奇异性积分转换成为可以分区域精确快速计算的非奇异性积分.通过数值实验表明,利用该方法可以非常精确稳定地求解时域电场积分方程,即使是在时间迭代后期也不必采用任何求平均的过程;另外,该方法可以用于任意时间基函数并可以推广到高阶空间基函数的情形.     

一种求解电大平台天线互耦的时域积分方程快速算法

该文针对电大尺寸平台天线互耦问题,提出一种基于几何绕射理论加速的时域积分方程快速算法。在求解时域积分方程的经典时间步进法基础上,引入几何绕射理论中的绕射线寻迹,提高了迟滞积分的计算效率。数值算例证明了该方法能够有效地加速时间步进法的求解过程,对电大平台天线布局优化设计具有理论指导意义。     

电大目标瞬态散射的时域自适应积分算法

为降低时域积分方程(TDIE)计算电大目标瞬态散射时的计算量和内存需求,研究了时域自适应积分算法(TDAIM).基于TDAIM的单元分组思想,给出了目标瞬态散射的计算流程,并在.Net平台下对典型目标进行了编程实现.在此基础上,针对球锥体和舰船等典型目标进行了仿真.仿真结果表明:本文实现的时域自适应算法与矩量法(MOM...     

精确快速计算时域积分方程中奇异性积分的新方法

该文首先利用参数坐标和广义Duffy坐标变换将时域电场积分方程(TDEFIE)的奇异性积分转换成非奇异性积分,然后根据时间基函数的特点将该积分转换成可以快速精确计算的分区域积分。数值计算实例表明,该方法可以大幅度提高求解TDEFIE的后时稳定性和解的精度,而不必采用任何求平均的过程。该方法适用于任意类型的时间基函数并可方便地推广到高阶曲面拟合和高阶空间基函数情形。     

时域电场积分方程的稳定求解

提出了一种基于时域电场积分方程的稳定精确数值方法计算任意形状理想导体的时域散射.矢量位的时间导数采用中心差分近似,而标量位采用时间平均表示,并且标量位和矢量位在单元上随时间变化采用单元中心处的值来计算.将该方法与隐式方法相结合可以得到稳定精确的求解结果,而不必对电流密度进行时间或空间平均的处理过程.从模拟结果证明了该方法的稳定性和精确性.     

求解任意形状目标时域电磁散射的隐式算法分析

推导了采用不同差分格式求解时域磁场积分方程的隐式算法表达式,将不同差分格式的电场和磁场积分方程相结合,建立了9种混合时域积分方程.采用不同入射信号形式分别对金属球体、导弹缩比模型进行仿真,分析了3种(电、磁、混合)积分方程不同差分形式隐式算法的性能.通过与球体散射数据的解析解以及导弹模型暗室测量数据和频域结果的逆傅立叶变换数据相比较验证方法的有效性.     

天线相位中心的测量和校准方法研究

天线相位中心的精确测量和校准在某些高精度测量应用的场合非常重要,它能有效减少天线测量点不准带来 的误差。本文介绍了一种天线相位中心的测量和校准方法,即采用球面近场的天线相位中心的测量方法并给出了天线 相位中心的修正方法,采用该方法能准确测量和校准天线的相位中心。试验结果验证了该方法的可行性和准确性。     

基于平面肖特基二极管的太赫兹频段倍频器的研究

基于研究肖特基变容二极管的半导体层结构分析与建模,通过研究太赫兹平面肖特基势全二极管半导体材料的 物理层结构,分析二极管结构的电磁效应及其频率响应特性。研究D 频段变容二极管高效率倍频器技术,在太赫兹频段 倍频器的性能对整个接收机的性能有着至关重要的影响。要实现高频率,高功率,宽频带,高效率,低噪声太赫兹倍频 技术是太赫兹技术领域的核心研究方向之一。研究基肖特基二极管倍频器的关键技术,分析了国内外现状及发展动态。     

车顶天线布局的电磁兼容设计

本文分析了影响了车顶天线布局的主要因素,采用遗传算法对车顶天线布局的电磁兼容性能进行优化设计,编程实现了车顶天线布局优化。     

ACA 算法加速时域MoM 分析瞬态电磁问题

本文使用自适应交叉近似算法(Adaptive Across Approximation)加速时域积分方程的求解,从而达到降低内存 使用量和缩短计算时间的目的。众所周知,基于时间步进(Marching-On-in-Time)的时域积分方程的解会在时间轴后半 部分出现明显的震荡现象,造成解的不稳定。阶数步进(Marching-On-in-Degree)是解决这一问题的有效途径。因此, 本文首先采用MOD 方法求解时域积分方程,从而得到一个时间轴上稳定的解;其次,由于时域矩量法产生的大规模 稠密矩阵,其求解势必对内存以及硬件资源有着较高的要求。ACA 算法是一种纯数学加速方法,本文将它应用于时 域积分方程的求解过程中,有效地降低了资源需求。最后,通过算例验证了本文方法的有效性和可行性。     

电磁带隙结构的应用——PCB中电源接地层构造的EMI低减

在印制电路板的设计中,供电系阻抗谐振所引起的噪声和电磁干扰问题一直是设计人员关注的焦点.而电磁带隙结构(EBG)是一种由介质、金属或其混合体单元按周期性排列所构成的阵列结构,对特定频段内的电磁波呈现带阻特性.因此适当的EBG结构可以降低供电系阻抗、减少谐振峰的个数,从而有效地减轻供电系的电磁干扰问题.文中综合运用基于腔模模型的快速算法和分解元法计算了由两种不同介质材料组合构成的EBC结构对供电系阻抗特性的影响.旨在说明EBG对EMI低减的作用和贡献.     

用时域积分方程法计算介质目标的电磁散射

本文应用时域积分方程法计算介质目标的散射场，并以球体和带球帽的圆柱体为例给出了沿轴向入射平面波的电磁散射结果，与实际测试结果非常一致，值得指出的是，虽然本文给出的介质目标具有平面对称性，但该方法适用于任意形状的目标。     

DTFT频谱细化特性分析及其快速算法设计

该文介绍了离散时间傅里叶变换 (Discrete Time Fourier Transform, DTFT)的一种等价定义式,分析了DTFT与线性调频Z变换(Chirp-Z transform)的联系与区别,推导出DTFT是一种特殊形式的Chirp-Z变换,具有频谱细化特性。设计了DTFT的快速算法,给出了算法实现步骤。算法计算量分析表明：在相同频率分辨率下,DTFT快速算法的计算量比Chirp-Z变换快速算法小。仿真结果验证了理论推导的正确性和DTFT在频率估计方面的优越性。     

遗传算法在平面波综合中的应用

采用实数码遗传算法完成近场测量中平面波综合的优化设计。将遗传算法与最小二乘法相结合．在最小二乘法平面波综合结果的基础上．应用遗传算法寻求阵单元最佳幅相分布对平面波进行优化。良好的计算结果表明了遗传算法求解此类问题的有效性。