基于多层快速多极子方法的卫星模型散射特性分析

以电大尺寸问题为研究对象,在矩量法的基础上,通过多层快速多极子方法,对自由空间中的电大尺寸复杂 目标的雷达散射截面进行了研究。通过理想导体平板算例验证了MLFMA 计算程序的正确性。最后给出了复杂目标的计 算实例,并验证了该方法在节省内存需求和计算时间方面的明显效果。     

三维电大目标散射求解的多层快速多极子方法

为进一步提高对电大尺寸目标散射求解的能力,详细研究了多层快速多极子方法.重点设计了用于多层快速多极子方法的各种优化方法包括Morton编号、转移因子修正内插技术与外向波重复存储策略.对于未知量数目为N的三维电磁散射,数值实验显示多层快速多极子方法具有O(NlogN)量级的计算量、O(N)量级的存储量,特别适合求解三维电大尺寸目标的电磁散射.利用该方法在单机(内存1Gb)上成功计算了未知量为25万的电大尺寸目标散射.     

电大尺寸涂层散射体RCS的快速并行分析

该文提出了一种快速单元级矢量有限元/自适应多层快速多极子并行算法,该算法可在单元级上完成有限元部分的所有计算过程而无须生成总体系数矩阵;通过将基函数和权函数分别用不同空间位置上的点源函数展开,使多层快速多极子部分的积分计算得到大大简化,转移过程可由快速傅里叶变换计算完成,与波形渐进预估技术结合实现了大型涂层体RCS的快速预估。数值结果说明了算法的有效性。     

用于分析电磁散射问题的快速多极算法

介绍了用于分析电磁散射问题的快速多极算法(FMA)和多层快速多极算法(MLFMA)的基本思想与基本步骤。通过计算实例表明,快速多极算法在计算速度和存贮要求方面比矩量法有明显优势,适合于在现有计算机条件下求解电大尺寸目标的散射问题。     

并行处理技术在电大尺寸复杂目标电磁散射中的应用

虽然快速多极子算法FMM(Fast Multipole Method)和多层快速多极子算法MLFMA(Multi-Level Fast Multipole Algorithm)是解决复杂目标电磁散射问题比较有效的方法,但是当问题的规模较大时,传统的串行FMM 和MLFMA难以胜任.本文在工作站网络系统NOW(Network Of Workstation)上采用并行处理技术来解决电大尺寸复杂目标电磁散射问题.结果表明:本文提出的并行解决方案与国内外相关成果相比不仅更具实用性,并行效率达到54%以上,且解决了串行方法难以解决的电磁散射问题,本文在四台DEC工作站构成的NOW系统上用32小时完成了未知量为160,000的雷达散射截面的计算.     

三维导电目标电磁散射的高阶多层快速多极子方法

为进一步提高电大尺寸目标散射求解能力,采用了基于多层快速多极子方法的高阶方法.与低阶相比,该方法所需未知量数目大大减少,而计算精度不变,因而具有比传统多层快速多极子方法更高的计算效率.给出的典型计算结果充分说明了高阶多层快速多极子方法的高效性.     

翼尖尖点散射特性分析

为解决机翼翼尖等弱散射源所带来的雷达散射截面(RCS)贡献问题,针对典型机翼设计了几种不同的机翼翼尖方案,建立了典型翼尖数值模型。利用基于多层快速多极子算法（MLFMA）的FEKO软件,计算、分析不同方案翼尖外形在不同频段、不同方位角下的RCS量级,并优选出对机翼RCS贡献最低的翼尖外形方案。计算结果表明,针对典型机翼,从翼尖到翼根方向上15%处顺气流直切的翼尖外形方案,其翼尖尖点所带来的RCS贡献最小。     

电大均匀介质目标三维散射的并行多层快速多极子计算

实现了计算电大均匀介质体散射问题的高效混合并行混合场积分方程(Electric and Magnetic Current Combined-Field Integral Equation, JMCFIE)求解, 在单纯消息传递接口(Message Passing Interface, MPI)并行基础上采用共享存储并行编程(Open Multi-Processing, OpenMP)进一步提升性能.该混合MPI与OpenMP的并行多层快速多极子技术通过灵活的进程和线程策略, 提升了负载平衡和可扩展性.数值实验展示了此混合MPI与OpenMP的并行多层快速多极子技术的计算能力, 计算了不同尺寸的电大目标体(包含一个半径120 m、1.1亿未知数目的介质球).     

MLFMA结合最佳一致逼近快速求解目标宽带RCS

该文将多层快速多极子与最佳一致逼近结合计算了目标宽带的电磁散射特性。通过求解给定频带内的切比雪夫节点和节点处的目标表面电流,实现了频带内任意频点表面电流的快速预测,从而快速分析了目标宽带电磁散射特性。将计算结果与MLFMA逐点计算的结果进行了比较,结果表明在不影响精度的前提下,该方法大大地提高了计算效率。     

快速傅里叶变换中逆序数计算的一种快速算法

提出一种基-2快速傅里叶变换中逆序数计算的新算法,该算法较大多数文献上列出的"逢二退一"法及其改进算法,以及生成法均显著减少了运算量,是一种逆序数计算的快速实现方法,从而提高快速傅里叶变换的整体速度。     

一种基于矢量有限元与多层快速多极子技术的电磁散射快速并行算法

在混合矢量有限元/多层快速多极子算法的基础上提出了一种快速算法及其并行算法,该算法中,其有限元部分的计算可在单元级上完成,无须生成总体系数矩阵,因此可大大节省内存及计算时间;对多层快速多极子部分,将基函数和权函数分别用不同空间位置上的点源函数展开,使阻抗积分计算得到大大简化,所有转移过程可由快速傅立叶变换计算完成,同时还给出了一些其他的改进措施.数值结果说明了算法的有效性.     

某型隐身飞机雷达隐身截面积特性分析

现代高科技战争中,提高战机隐身性能是战机设计的重要指标之一,直接影响着战机的生存力与战斗力。飞机的雷达散射截面积是飞机隐身性能评估的重要指标之一,文中依据某型隐身飞机的公开报道信息,建立了该型战机的数字模型,采用多层快速多极子算法分析了战机在频率为10 GHz,水平极化方式与垂直极化方式,俯仰角分别为0°、5°、10°、15°、20°、25°、30°条件下,以及加了尾翼情况下的雷达散射截面积,依据分析结果,系统分析了战机减少飞机雷达隐身截面积的一些措施。     

含腔电大目标宽角RCS的快速插值计算

提出了一种将切比雪夫逼近与弹跳射线(SBR)相结合的插值方法,并将其应用于含腔电大目标RCS宽角响应的计算中.通过SBR算法求解给定角域内切比雪夫节点处的RCS值,实现角域内任意角度入射情况下的RCS值预测,从而快速有效地分析了目标的RCS宽角响应.数值结果证明了该方法的准确性和高效性,缩短了60%以上的计算时间.     

隐身目标的P 波段电磁散射特性仿真研究

介绍了敌方隐身目标的威胁、P 波段反隐身的基本原理及该频段电磁散射特性的研究现状,分析了基于快速多极子技术的全波数值仿真方法在隐身目标散射特性精确求解中的独特作用;阐释了基于快速多极子技术的全波数值仿真方案实施的矩量法原理、快速多极子技术、预处理算法及高效迭代求解技术,通过与标准体的测量结果对比,验证了仿真方案的可靠性及精度;利用文中提出的仿真框架对几种典型的隐身目标进行数值仿真,讨论了隐身目标在P 波段的电磁散射特性。     

一种大型阵列天线散射特性快速计算方法

:针对大型阵列天线的散射特征,提出了一种基于区域分解方法计算大型相控阵天线散射特性的快速计算方法,将相控阵天线的散射计算问题分解为求解反射板和辐射天线阵列两个子区域的问题,使以前不能在PC机上计算大型阵列天线的散射问题得以解决,并且计算速度快。该方法已经在工程中得到应用,通过与实测数据进行对比,计算精度可以达到±1 dB 以内。该方法在保证计算精度的同时可以大大降低计算复杂度,极大地提高了计算效率,为大型相控阵天线RCS预估提供了一种高效、可靠的解决方法。     

复杂目标近场电磁散射的可视化计算方法

首次介绍了复杂目标近场散射计算的可视化方法。采用非均匀有理Ｂ样条曲面（ＮＵＲＢＳ）精确构造任意形状散射体，结合几何体近场透视变换和Ｚ－Ｂｕｆｆｅｒ技术实现了基于Ｗｉｎｄｏｗｓ平台的近场散射计算。提出广义雷达散射截面的概念并给出的若干算例。该方法充分利用了计算机３Ｄ图形设备的几何运算能力，运算速度快，严谨高，可扩展性好。     

鸟类目标雷达散射特性研究

鸟类目标雷达散射特性研究逐渐受到重视。首先对鸟类目标的雷达散射特性进行了理论分析,利用实验室数据构造的理论统计模型,估算单只鸟的雷达散射截面（RCS ）量级,然后详细介绍了在实验室对鸟类雷达散射截面进行测量的方法和测试结果。     

一种快速分析多导体宽带电磁散射的方法

应用特征基函数法和渐近波形估计技术分析了二维多导体目标的电磁散射特性。特征基函数法对问题中的每个子域构造了一种包含散射问题不同域间的耦合效应的高级基函数,降低了生成的全局矩阵维度,从而可以对矩阵进行快速求解得到目标的表面电流,并结合渐近波形估计技术计算目标的宽带雷达散射截面。数值计算表明:计算结果与矩量法逐点计算结果相吻合,计算效率大大提高。