用混合法研究雷达目标的电磁散射特性

本文将混合法(即解析法和数值法混合应用的方法)应用于研究较大导体柱(或小范围内覆盖介质材料的导体柱)的雷达散射特性上,从而显著提高计算速度。本文给出大量实例证实了本方法的可行性及其在研究雷达目标的电磁散射特性方面的较高实用价值。     

橄榄体上表面波分析

本文用高频近似法和数值法相结合的混合法计算局部涂敷介质的橄榄体的电磁散射特性，分析橄榄体上表面波效应，得到许多有价值的结果。     

二维组合目标RCS的MoM-PO混合法分析

利用矩量法求解二维目标结构的电磁散射问题,并在电流基混合法的基础上,对矩量法和物理光学混合法进行了研究,推导出了一种矩阵方程表达式,并通过仿真实例分析了以物理光学混合法计算多组合复杂目标散射时,物理光学区域与矩量法区域的划分方式,仿真结果证明,此区域划分结论的准确性、可行性。     

高阶MoM及其与PO的混合法计算电磁散射问题

本文提出了一种新的以高阶矩量法(MoM)与物理光学法相结合的混合法(MoM-PO).该方法采用曲面参数化的离散方法,保证了建模的精确性.计算过程中将散射表面灵活划分为MoM区和PO区,在各自区域可以灵活确定离散单元的大小和密度.MoM区域的高阶矩量法,采用基于Lagrange插值的高阶矢量基函数,结合点匹配技术,比传统的高阶法简单,易于实现.计算结果表明,本文的高阶矩量法及其与物理光学法结合的混合方法能准确有效的计算目标的电磁散射特性.     

FEM/BEM混合法计算各向异性不均匀介质柱电磁散射

应用有限元-边界元(FEM/BEM)混合法计算二维各向异性不均匀介质柱电磁散射,对介质柱内、外区域分别采用有限元和边界元法进行分析,然后应用边界条件建立部分稀疏部分满填充的矩阵方程.应用内观法结合多波前法求解该矩阵方程,分别计算了均匀分布和不均匀分布的各向异性介质柱的雷达散射截面.数值计算表明,有限元-边界元混合法在分析和计算不均匀开放域电磁问题时有一定的优势.     

PBTG法快速求解粗糙海面散射增强效应

针对矩量法(MOM)不能有效求解大尺度粗糙介质表面散射特性的问题,采用基于物理的双网格法(PBTG)快速计算了高斯粗糙海面的散射特性,对比了不同矩阵维数下的求解时间,研究了水平、垂直极化下粗糙海面的散射增强现象。通过与矩量法的比较,证明了PBTG法的高效性。     

单翼圆柱电磁散射的混合解

本文利用混合法分析和计算了单翼理想导电圆柱远场散射。这种混合法应用了物理光学近似（ＰＯ）、ＦＯＣＫ理论、物理绕射理论（ＰＴＤ）、几何绕射理论（ＧＴＤ）和矩量法。计算结果与矩量法和Ｍｉｃｈｅａｌｉ的计算和测量结果一致。与Ｍｉｃｈｅａｌｉ的方法相比，混合法对于任意尺寸的圆柱半径与翼宽和任意的入射角都适用。     

VHF/UHF波段树干超宽带散射特性研究

本文用时域方法研究了树干的超宽带散射特性.由于树干及地面均为色散有耗媒质,因此树干散射特性是复杂的频率函数.时域有限差分算法(FDTD)尤其适合于此类具有色散特性的超宽带散射特性研究.运用FDTD算法建立起树干散射模型后,经过计算,可以得到整个时域过程的散射,对时域散射场进行快速傅立叶变换(FFT),则可获取全部感兴趣的超宽带频域特性.相对于矩量法(MOM)而言,FDTD能更方便快捷地为叶簇穿透(FOPEN)检测目标提供全面的时频信息.     

低频UWB SAR定标体电磁散射建模

在进行低频超宽带合成孔径雷达(ultra wide band synthetic aperture radar, UWB SAR)校准过程中,常常需要使用各种定标体.定标体的散射特性表现为低频谐振散射,因此常规高频窄带SAR定标体散射模型不再适用.本文利用矩量法(Method of Moment,MOM)计算指定频率点和入射角度的目标散射特性,利用渐近波形估计(asymptotic waveform evaluation,AWE)技术获得超宽带和宽角度的目标散射特性,并根据SAR的几何模型,给出了目标散射特性随日标视角和频率的变化关系.     

开槽电大尺寸目标表面行波散射的混合法计算

利用流基混合法与有限元法相结合计算开槽电大尺寸目标的表面行波散射，首先利用流基混合法算出无槽时的目标表面波散射，再根据等效原理在口径处与有限元法进行耦合得到开槽电大尺寸目标的总体表面波散射。数据结果证明此方法是准确和高效的。     

复杂散射环境中MoM与UTD混合方法的PO扩展

本文提出利用物理光学PO可扩展MoM UTD的应用范围 .理论和数值结果表明 ,PO电流的引入抛开了MoM UTD混合中的镜像原则 ,使散射体扩展到任意复杂面 ,以及很好地解决了线天线距离弯曲曲面较近的情况下UTD技术的缺陷 .另外 ,本文指出适当比例的PO区域仍可以较准确地求解MoM区域的电流和阻抗特性 ,使得本文方法变得简单有效 ;这为快速有效地分析复杂电大目标的电磁兼容问题提出了一条新的切实可行的途径     

协同计算在机载阵列天线分析中的应用

在机载阵列天线的分析过程中,采用单一种类的电磁算法通常难以对之高效求解。为了快速准确分析此类复杂电大目标的辐射和散射问题,基于区域分解的思想建立了一种多算法协同计算的统一架构。将复杂电磁问题划分为多个子区域,对于问题的不同子区域可以根据该区域内的材料、结构、馈源等特征来选择适合的数值方法进行计算。该协同计算框架将不同种类的算法隔离开来,不同区域之间统一采用等效面上的近场交换区域间的耦合作用,提高了算法协同的灵便性。各子区域内部可以采用并行计算、核外存储等技术来加快计算的过程,提高求解问题的规模。数值计算结果验证了该方法的有效性,同时采用并行核外高阶、低阶矩量法及多层快速多极子混合方法高效解决了机载微带天线阵的辐射特性分析问题。     

近地垂直对数周期天线的性能分析

采用混合位电场积分方程结合矩量法分析近地垂直对数周期天线,运用微波网络理论处理馈源问题,分别利用二级离散复镜像法和一种快速方法计算近、远场的Sommerfeld积分,较好地解决了分层媒质中电磁辐射与散射问题中的棘手问题,其方法简练,理论完备,结果与有关文献吻合良好,证实了该方法的正确性和通用性。     

并行高阶矩量法分析大型阵列天线的辐射特性

随着计算机多核技术和计算机集群技术的发展,并行高阶矩量法可以解决复杂大型目标的电磁特性。文中首 先对单个天线单元在高阶矩量法与有限元方法下的结果进行对比,验证了本文方法的正确性和可行性,然后给出了一 个36×12 单元的伞形印刷振子天线阵列的方向图结果,从而说明了本文方法可以处理实际工程中的大规模挑战性问 题。     

Application of a hybrid finite difference/finite volume method to solve an automotive EMC problem

In this paper, we present a hybrid finite difference/finite volume method and we apply it to solve an automotive electromagnetic compatibility (EMC) problem. The principles of the hybrid method and the numerical schemes are described. Simple examples are used to compare this method with the finite difference and finite volume methods alone in terms of accuracy and computing speed. The automotive EMC problem and its modeling are then presented. Finally, sample comparisons between measurements and calculations of both electric fields and S-parameters between an antenna and cables are given.     

结合P-FFT算法和特征基函数分析大型阵列散射

特征基函数方法利用特征值分解提取目标散射特征,构造基于特征向量的基函数可以高效的缩减矩量法分析所需的未知量数目,有利于分析有限周期阵列电磁散射或辐射问题。然而,对于电大尺寸电磁阵列散射问题,直接求解由特征基函数组成的矩阵方程,仍然面临着计算量较大等问题,难以适用于单机计算。本文结合特征基函数和预修正傅里叶快速算法求解体面结合积分方程,分析了大型金属介质混合有限周期阵列的散射特性,该算法有效减少了计算量和计算时间,并且改善了迭代求解收敛性能。     

利用UTD修正的MoM-PO混合算法研究

介绍了利用矩量法(MoM)和物理光学(PO)混合方法处理复杂线体结构的电磁散射问题，提出利用pulse基函数对线电流进行展开，使得处理复杂线体结构问题变得简化，并推导出一般的矩阵方程。然后针对PO在阴影区域失效等问题，利用UTD(一致性几何绕射)对该简化模型结构下的PO区域电流进行了修正，使得其应用范围得到扩展、计算精度得到提高。文中的实例结果与传统的MoM很好的一致，从而说明了该方法的有效性和精确性。     

表面波放电狭缝天线辐射电磁场的三维数值分析

针对平板型表面波放电等离子体源,建立了表面波放电狭缝天线辐射电磁波模型,对狭缝天线辐射电磁场分布进行了三维数值计算,并与表面波电磁场进行对比分析,讨论了平板型表面波放电机理。结果表明:整个狭缝天线阵激发的电磁场是每个狭缝天线激发电磁场的线性叠加;狭缝天线阵直接激发的电磁场强度在临近波导壁面处很大,并且随着空间距离的增大迅速衰减;狭缝天线阵直接激发和表面波的电场均远大于各自的磁场,分析电、磁场对带电粒子的力作用时可以忽略磁场力的作用;表面波电磁场远大于狭缝天线阵直接辐射的电磁场,强电磁场范围也远大于狭缝天线阵直接激发的强电磁场范围,等离子体有增强电磁场强度、扩大强电磁场范围的作用。     

Coupling of finite element and moment methods for electromagneticscattering from inhomogeneous objects

A hybrid formulation which combines the method of moments (MM) with the finite element method (FEM) to solve electromagnetic scattering and/or absorption problems involving inhomogeneous media is discussed. The basic technique is to apply the equivalence principle and transform the original problem into interior and exterior problems, which are coupled on the exterior dielectric body surface through the continuities of the tangential electric field and magnetic field. The interior problem involving inhomogeneous medium is solved by the FEM, and the exterior problem is solved by the MM. The coupling of the interior and exterior problems on their common surface results in a matrix equation for the equivalent current sources for the interior and exterior problems. Combining advantages of both methods allows complicated inhomogeneous problems with arbitrary geometry to be treated in a straightforward manner. The validity and accuracy of the formulation are checked by two-dimensional numerical results, which are compared with the exact eigenfunction solution, the unimoment solution, and Richmond's pure moment solution     

Overview of selected hybrid methods in radiating system analysis

In many situations it is not sufficient to know the performance of an antenna in isolation, but instead it is necessary to know the performance characteristics of the antenna on, or in proximity to, another body or platform. Hybrid techniques which use the method of moments (MM) to treat part of the problem and some other method to account for the (usually larger) reminder are examined. In the MM/Green's function techniques, to the usual MM matrix is added another matrix, derived typically by some other method, that accounts for the normally larger part of the problem without increasing the order of the MM matrix. These techniques utilize electric fields in their formulation and are referred to as field-based hybrid techniques. The last two hybrid techniques considered in this review paper are current-based techniques. Both use the MM for a part of the platform and use approximate current forms for the remainder of the platform. All these methods are reviewed, and their utility is illustrated by examples or by comparison to other methods