高效求解任意非常规目标电磁散射的 修正电场积分方程方法

本文研究了一种可以高效求解任意非常规目标电磁散射的修正电场积分方程方法.借助磁场积分方程主值项的提取,加入到传统电场积分方程中,将传统的一次迭代求解过程转变成逐渐逼近真解的内外两层迭代.其外层迭代不断刷新电流,最终得到精确解.加入磁场主值项的修正电场积分方程显著降低了条件数,同时保留了原电场积分方程普适性强,可用于处理任意非常规目标的优点.对于每一外层迭代步中电流的求解,本文采用了加速矩阵矢量相乘的多层快速非均匀平面波算法,形成高效的内层迭代求解.数值结果表明,该方法在保证精度的同时,可以显著降低问题的求解时间.     

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。     

基于积分方程的地下管线电磁散射计算

采用积分方程仿真粗糙地面下方金属和介质管线的电磁散射。由于地下的土壤是分层的,根据面等效原理、边界条件以及目标在分界面上方还是下方,分别列出相应的积分方程,采用矩量法求解积分方程。粗糙地面的建模采用谱快速傅里叶变换(FFT)方法和高斯谱,仿真了粗糙地面下方圆截面和矩形截面的管线。仿真结果表明,本文的分析方法能够计算地下管线的电磁散射。     

三维目标电磁散射的自适应积分方法

应用自适应积分方法并结合邻近组预条件求解三维导电目标的电磁散射.通过建立辅助基函数将三角形分域基函数映射到矩形网格中,并将格林函数离散变换为具有Toeplitz特性的矩阵.用快速傅立叶变换加速迭代求解中的矩阵和矢量相乘,该方法极大的减少了内存需求和CPU时间,其存储量和运算复杂度分别为低于O(N1.5)和O(N1.5logN)量级.应用邻近组预条件技术进一步降低了迭代求解所需的迭代次数.数值结果表明了该方法的准确性和高效性.     

适用于电磁混合源散射求解的新型积分方程数值方法

含腔导电目标电磁散射的混合场积分方程求解方法中,将出现电场积分方程算子和磁场积分方程算子同时作用于待求混合源的复杂情况,使计算复杂度大为提高.本文导出\"均衡混合场积分方程\"及其数值方法,使作用于电流和磁流的积分算子完全相同,大大简化了计算.均衡混合场积分方程与多层快速多极子方法(MLFMA)结合使用,可以方便地求解含腔导体目标的电磁散射.本文给出的数值实例充分证明了这一方法的高精度和高效率.     

混合场积分方程结合MLFMA分析导体介质复合目标电磁散射问题

针对组合目标电磁散射问题,采用一类新的混合场积分方程进行分析.通过合理选择比例系数组合表面电场和磁场积分方程,构造出具有良好收敛性的阻抗矩阵.MLFMA的迭代求解采用广义最小残差方法(GMRES),结合预条件技术进一步减少迭代次数,加速计算并提高处理电大尺寸导体介质复合目标的能力.研究了几类典型目标电磁散射特性并比较了计算效率,数值算例验证了该方法的准确性和高效性.     

基于积分方程区域分解算法的研究进展

介绍了近年来用于电磁建模的积分方程区域分解算法（domain decomposition method,DDM）.DDM是一种基于\"分而治之\"策略的框架性算法,为复杂电磁问题的求解提供了一种灵活的技术途径.结合国内外研究动态详细介绍了三类积分方程DDM,即重叠型积分方程DDM,非共形、非重叠型积分方程DDM以及基于等效原理的积分方程DDM,并通过数值算例说明了这些算法的优缺点.最后总结了积分方程DDM的主要挑战以及展望.     

复杂目标电磁散射特性分析中的几何建模

利用积分方程方法进行复杂导体目标电磁散射特性分析必须综合考虑电磁问题的几何外形的共同建模,几何建模是电磁建模的基础,直接关系到电磁计算的精度与复杂度。建立复杂目标的几何外形需按照一定的原则对目标进行网络划分。本文针对复杂导体目标提出了几何建模和网格划分的原则,利用ANSYS的APDL语言建立了复杂目标的几何模型,以roof-top基函数和曲面RWG基函数为例,给出了符合电磁计算要求的几何数据。     

金属-介质混合目标电磁散射的P-FFT快速求解

针对任意形状金属-介质混合目标的电磁散射问题,使用矩量法将体-面结合的积分方程(VSIE)转换成线性方程组,并利用预修正快速傅立叶变换(P-FFT)方法来进行快速求解.为减少直接计算和预修正的近区未知量个数,采用一种改进的模板拓扑.数值计算结果表明,基于VSIE的P-FFT方法可以高效准确地求解金属-介质混合目标的电磁散射问题,改进的模板拓扑可以显著减少近区未知量个数,从而减少算法的存储需求和计算时间.     

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。     

半空间电磁问题的积分方程方法研究进展

半空间电磁模型是从地、海目标电磁散射与辐射等实际问题中提炼出来的一个科学问题,这一问题是陆地、海洋的微波遥感遥控,地、海基目标的电磁隐身与反隐身设计,战场侦察,精确制导等具体工程应用的基础性关键问题.积分方程方法是解决半空间电磁问题的一种极其重要的方法,文中对其研究进展进行了综述,重点讨论半空间积分方程形式及其对应的半空间格林函数、Sommerfeld积分计算技术,以及半空间积分方程的快速算法三个方面的最新研究进展.最后,面向半空间电磁环境下的工程应用需求,对半空间电磁算法的发展方向进行了展望.     

任意形状天线罩的快速分析

将自适应积分算法与体积分方程相结合分析任意形状天线罩对天线辐射特性的影响。将任意形状的天线罩剖分成四面体，基于体积分方程的自适应积分快速算法求出天线罩上的感应电流，即可求出天线-天线罩系统的总场。自适应积分快速算法的应用提高了矩量法的计算速度，并大大缩减了需要的存储量，从而使该方法可用于分析电尺寸较大的天线罩.最后,分别计算了球形、锥形天线罩存在时理想电振子阵列的辐射方向图。     

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.     

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。     

基于阻抗边界条件建模的涂敷目标电磁散射分析

针对飞行器上常用的涂敷吸波材料结构开展电磁散射数值建模和散射特性分析。利用涂敷结构表面电磁场的阻抗边界条件,建立表面电流和表面磁流的新型积分方程形式,并利用快速算法进行求解。数值结果表明:该型积分方程在不增加额外计算量和存储量的条件下,显著改善了迭代求解收敛性,为复杂涂敷结构的电磁散射分析提供了快速、可靠的技术途径。     

基于面元法的陆海交界复合粗糙面电磁散射研究

针对海陆交界处由于电磁特性复杂难以建立电磁散射模型的问题,提出了一种基于面元法的电磁散射计算方法.该方法首先对陆地区域采用指数谱建模,对海面区域采用文氏谱建模,并采用加权反正切方法建立陆海交界处的三维几何模型;其次对陆地和海面区域分别根据粗糙度的不同进行三角剖分,对每个三角面元设置不同的电参数,并采用积分方程模型(IE...     

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.