一种改善TDIE时间步进算法稳定性的新平均方法

提出一种抑制TDIE时间步进算法(MOT)后期振荡的新平均方法,与传统平均方法相比,该方法能进一步提高MOT算法的稳定性.采用时域电场积分方程的显示格式(explicit),计算了二个算例:高斯脉冲波照射到金属平板、金属立方体时目标表面的电流响应.数值结果表明,该方法效果显著,具有较强的普适性.     

TDEFIE的奇异性积分的精确快速计算

利用时域积分方程(TDIE)法模拟时域散射现象越来越受到学者们的关注.用于求解TDIE的时间步进(MOT)算法的后时不稳定性严重阻碍了TDIE法的广泛应用和发展.本文首先利用参数坐标和Duffy坐标变换将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.数值结果表明,该方法大幅提高了利用MOT算法求解TDE-FIE的MOT算法的后时稳定性和计算精度.     

一种稳定的时域电场积分方程求解方法

提出了一种求解任意形状理想导体目标时域散射的稳定时域电场积分方程(TDIE)方法,此方法能非常有效地消除后期振荡。利用显式MOT方法求解二阶时间微分的电场积分方程,矢量位随时间的变化关系采用边缘中心近似,标量位随时间的变化关系则采用三角面元重心近似,然后运用先五步后三步的平均方法。数值结果表明,本文方法能够有效地提高TDIE方法的收敛性和稳定性。     

基于.NET Remoting分布式计算电大目标瞬态散射特性

电磁场时域积分方程方法(TDIE)在解决瞬态电磁问题和宽带电磁问题等方面显示出独特的优势,然而TDIE的数值计算方法--时间步进算法(MOT)的计算规模较大,严重阻碍了TDIE方法在求解电大目标瞬态电磁特性中的应用.文章在研究MOT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TDIE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.     

时域积分方程MOT算法的推迟位时间卷积数值积分新方法

通过变量代换平滑三角形上推迟位（标量位函数和矢量位函数）并消除推迟矢量位旋度的奇异性,使得采用数值积分法就能够精确快速地计算任意正则时间基函数与推迟位函数及推迟矢量位旋度之间的时间卷积运算,可用于基于任意类型时间基函数的时域电场、时域磁场及其混合场积分方程时间步进（MOT ）算法。与时间卷积运算的解析法对比分析表明,该时间卷积数值积分方法能够精确快速地计算基于任意类型时间基函数和不同时间步长条件下时域积分方程MOT算法的阻抗矩阵元素;而具体的计算实例也表明,阻抗矩阵的精确计算显著地提升了时域积分方程MOT算法的后时稳定性和求解精度。     

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。     

二维时域电场积分方程新平均稳定法

对二维理想金属导体柱的时域电场积分方程（TDEFIE）后期振荡问题提出了一种新的时间平均方法,此方法用前一时刻和后一时刻的值来修正当前时刻的电流值,消除了振荡,而且相对以往的平均方法提高了MOT算法的稳定性,对精度的影响很小。这里采用电场积分方程（EFIE）MOT算法的隐式格式（Implicit）,在TM,TE高斯平面波激励情况下分别计算了两个例子：圆柱和方柱。又采用一种新的时间基函数BLIFs来结合新的时间平均法,取得了很好的效果。经过Matlab软件的数值分析,可以看出此时间平均法更加稳定和精确。     

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.     

一种改进稳定性的时域电场积分方程法

研究了时域电场积分方程隐式MOT算法中时间基函数对其稳定性的影响,由理论分析和数值结果得出了选用高频分量较少的时间基函数不利于隐式MOT算法稳定性的结论.在此基础上,将一种多项式时间基函数与新的时间平均方法相结合,提出了一种改进稳定性的隐式MOT算法,计算实例表明比先五步后三步平均法更加精确,比以前的隐式MOT算法更加稳定.     

基于时域有限差分法的广义传输矩阵的研究

文章研究了基于时域有限差分法的时域广义传输矩阵方法,时域广义传输矩阵在包含散射体的惠更斯等效面上计算和提取,通过时域积分方程和时域有限差分法的混合应用计算得出。本文同样给出了一个在等效面上RWG基函数和FDTD网格上的变换算法。基于时域有限差分法的时域广义传输矩阵方法比基于时域步进法（MOT）和积分方程的广义传输矩阵方法更加稳定。     

求解IETD问题的CFIE方程之比较

针对基于矩量法的积分方程时域求解存在的晚时震荡问题,分析两种稳定求解时域积分方程的混合场积分方程方法:隐式时间步进算法的混合场积分方程和基于拉盖尔多项式阶数步进算法的混合场积分方程。计算了目标的时域散射场和单站雷达散射截面,两种方法求得的结果吻合较好,表明两种方法解决时域积分方程晚时震荡问题的有效性。     

Fast solution of transient scattering from electrically large complex objects based on Time Domain Integral Equation solvers

A fast Time Domain Integral Equation (TDIE) solver is presented for analysis of transient scattering from electrically large conducting complex objects. The numerical process of March-ing-On-in-Time (MOT) method based TDIE encounters high computational cost and exorbitant memory requirements. A group-style accelerated method–Plane Wave Time Domain (PWTD) algorithm, which per-mits rapid evaluation of transient wave field generated by temporally bandlimited sources, is employed to reduce the computational cost of MOT-based TDIE solvers. An efficient compressed storage technique for sparse matrix is adopted to decrease the enormous memory requirements of MOT. The scheme of the Multi-Level PWTD (MLPWTD)-enhanced MOT with compressed storage for sparse matrix is presented for analysis of transient scattering from electrically large complex objects in this paper. The numerical simulation results demonstrate the validity and efficiency of the presented scheme.     

电磁拓扑结合积分方程求解电磁脉冲传播问题

提出一种求解电磁脉冲传播与耦合问题的方法。该方法的思路是将电磁拓扑方法与时域积分方程算法相结合,前者提供方法论,后者实现具体计算。可以提高分析效率,增大可计算目标及区域的尺度,克服复杂电子信息系统直接进行电磁计算的困难,并充分利用时域积分方程的优点。阐述了电磁拓扑理论分析和解决问题的基本思路,归纳了应用电磁拓扑解决电磁脉冲传播与耦合问题的四个主要步骤。提出了电磁拓扑与电磁计算的结合方法,并研究了时域积分方程加速方法。     

A new temporal basis function for the time-domain integral equationmethod

A new temporal basis function that has all-order continuous derivative has been constructed using a nonlinear optimization scheme. This new basis function provides a much more stable explicit marching-on-in-time (MOT) solution, based on the time-domain integral equation (TDIE) method, than that presently available. Two examples are presented to illustrate the superior stability of the proposed temporal basis function     

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。     

使用改进的时域积分方程法计算导体目标的瞬态散射

本文推导了一种改进的时域积分方程(TDIE)方法,用于计算任意导体目标的瞬态电磁散射问题.采用隐式时间步进法,对典型导体目标包括尖劈板、立方体、导体球和球冠锥体进行了求解,得到了正确的瞬态响应结果,没有发现后期不稳定性现象.     

求解场-路混合问题的时域积分方程法

研究了基于时域积分方程求解场-路混合问题的方法,其基础是“耦合电流”的思想,区域中的电路部分和电磁结构部分通过其连接处的耦合电流联系在一起,由此完善了传统的电流连续性方程.然后将TDIE方法与电路仿真方法——改进的节点分析法相结合,并通过广义基尔霍夫电压定律将电路中节点的电位与电磁结构上接口处的电位联系在一起.采用这种方法求解场-路混合问题,不需要生成端口模型,而直接求解场-路耦合方程.最后通过传输线算例证明了方法的正确性.     

A stable solution of time domain electric field Integral equation for thin-wire antennas using the Laguerre polynomials

In this paper, a numerical method to obtain an unconditionally stable solution of the time domain electric field integral equation for arbitrary conducting thin wires is presented. The time-domain electric field integral equation (TD-EFIE) technique has been employed to analyze electromagnetic scattering and radiation problems from thin wire structures. However, the most popular method to solve the TD-EFIE is typically the marching-on in time (MOT) method, which sometimes may suffer from its late-time instability. Instead, we solve the time-domain integral equation by expressing the transient behaviors in terms of weighted Laguerre polynomials. By using these orthonormal basis functions for the temporal variation, the time derivatives can be handled analytically and stable results can be obtained even for late-time. Furthermore, the excitation source in most scattering and radiation analysis of electromagnetic systems is typically done using a Gaussian shaped pulse. In this paper, both a Gaussian pulse and other waveshapes like a rectangular pulse or a ramp like function have been used as excitations for the scattering and radiation of thin-wire antennas with and without junctions. The time-domain results are compared with the inverse discrete Fourier transform (IDFT) of a frequency domain analysis.