电大尺寸物体电磁辐射与散射特性几种分析方法的比较研究

在一定的规则部分下，矩量法中的系数矩阵为Ｔｏｅｐｌｉｔｚ矩阵或多重Ｔｏｅｐｌｉｔｚ矩阵。利用这一特性而提出的共轭梯度（ＣＧＭ）和快速付里叶变换（ＦＦＴ）算法已成为目前国际上分析电大尺寸问题的一种有效手段，虽然ＣＧＭ－ＦＦＴ将普通矩量法中正比于Ｎ＾３的存储量压缩为正比于Ｎ的存储量，但其迭代算法使所花ＣＰＵ时间仍与普通矩量法相当。本文采用基于递推的Ｌｉｖｅｎｓｏｎ算法和一种库软件处理同样的问题，所花Ｃ     

高低频电磁混合算法在目标高分辨特征提取中的应用

利用电磁混合算法对复杂目标进行电磁精确建模仿真,以获得真实目标较为准确的雷达高分辨像信息,对未来高分辨雷达实现目标探测与自动识别有着重要的意义.对于电大尺寸复杂目标电磁仿真计算,高频近似方法和低频数值方法各有其优势和局限性,如能结合两者的优点来解决计算中的精度和速度问题,将对建立高分辨目标特征库有着重要的帮助.本文以低频矩量法(MoM)和高频物理光学法(PO)混合为例, 提出了基于MoM-PO混合算法来精确求解电大尺寸目标的高分辨电磁散射特性,有效地提高了计算精度, 改善了计算速度, 为快速有效地解决复杂电大尺寸目标的高分辨特征提取提供了良好的途径.通过对典型目标和实际复杂目标实例的仿真计算,提取高分辨特征结果验证了该方法的有效性和实用性.     

基于高低频混合方法的梅利逼近扫频技术

将矩量法(MoM)和物理光学(PO)混合方法与梅利逼近结合分析了电大载体平台上天线的宽带辐射特性.在切比雪夫逼近的基础上,通过梅利展开技术实现快速扫频,并利用MoMPO方法减少矩阵方程中未知量个数,从而大大降低了内存需求和计算时间.相比于切比雪夫逼近,由于梅利展开式为有理函数,提高了计算精度.数值结果表明：该方法可以快速有效地分析大型载体平台上天线的宽带特性.     

解决电大尺寸电磁场问题的改进矩量法研究

首先介绍基于积分方程的矩量法原理及其特点.基于传统矩量法在解决电大尺寸电磁场问题上的局限性,分析几种典型的改进矩量法,包括快速多极子方法、小波矩量法、混合算法和自适应积分法.几种方法通过不同的途径减小了计算量,所以将几种方法结合起来使用,可以有效地解决电大尺寸电磁场问题.运用改进的矩量法,突破了传统矩量法解决电大尺寸电磁场问题的局限性.     

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。     

用AIM快速计算电大尺寸物体的散射特性

如果使用传统的矩量法计算电大尺寸物体的电特性,需要很大的存储量和计算量,本文采用AIM(自适应积分方法)减少所需的存储量和计算量。使用AIM计算了导体平板的RCS,与传统的矩量法相比大大减少了计算时间和存储量,显示了AIM在计算电大目标特性时的优越性。     

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     

基于MoM-PO的各向异性阻抗面电磁散射研究

该文基于阻抗边界条件(IBC),采用矩量法-物理光学(MoM-PO)混合算法,研究了3维各向异性阻抗面的电磁散射特性。根据表面等效原理,将空间散射场等效为MoM区和PO区电磁流的辐射场,感应电磁流以3维RWG (Rao-Wilton-Glisson)矢量基函数展开。以表面阻抗并矢表征电磁参数,给出典型各向异性阻抗面目标的电磁仿真算例,结果与Mie级数等精确解吻合良好,显示了该方法的有效性。     

电磁散射与辐射问题中的混合基函数矩量法

三维散射与辐射问题通常采用电场积分方程(EFIE)结合矩量法(MoM)求解，而基函数是决定矩量法精度和效率的重要因素。本文针对采用三角形网格剖分会引起未知元过多而采用四边形网格剖分会因为网格质量变差而影响计算精度的问题，提出一种基于三角形与四边形混合网格的混合基函数，应用于散射体RCS和天线阻抗特性计算。结果表明，相比于三角形剖分，混合基函数能够在减少未知元个数的同时获得较高的精度；另外也解决了基于单纯四边形网格的基函数在网格质量较差的情况下不能准确模拟表面电荷的问题。     

金属介质混合目标电磁特性的快速分析

将自适应积分算法与基于体面混合积分方程的矩量法相结合快速分析任意结构金属/介质混合目标的电磁散射和辐射特性.通过将传统矩量法的阻抗矩阵分为两部分且采用不同的方法进行处理计算,提高了矩量法的计算速度并大幅度缩减了需要的计算机内存占用量.最后,分别用传统的矩量法与结合自适应积分快速算法的矩量法计算了三个典型例子,通过比较充分说明了文中方法的有效性.     

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。     

MoM-NPO混合算法分析天线-载体系统

安装在电大尺寸平台上的天线,载体的影响不容忽视。采用同样基于电流展开的矩量物理光学混合算法,并通过NURBS物理光学法进一步降低复杂结构的建模和计算,将载体对天线的影响用物理光学电流合并到包括天线的在内较小的矩量法区,使矩量法解决天线-载体系统成为可能。通过矩量法和混合算法分析载体对天线性能的影响证明,载体对天线的影响是显著的,混合算法能够在保证精度的前提下提高运算速度,为解决电大尺寸载体上天线的特性提供了良好的途径。     

压缩感知结合FMM分析目标宽角度电磁散射问题

应用快速多极子方法(FMM)直接计算宽角度电磁散射问题时,需要对每一个入射角度迭代求解,计算量较大,效率较低。基于快速多极子方法中聚合、转移和发散过程与电磁波入射方向的无关性,将压缩感知理论(CS)引入并构建富含空间信息的新型激励源,仅由远小于入射角度数目的几次快速多极子计算,即可获得感应电流的观测值,近而恢复出所有入射角度下的激励电流。与传统矩量法结合压缩感知理论方法相比,该方法的计算精度较高,并且计算时间大幅减少。     

应用改进的快速偶极子法和特征基函数法分析导体目标电磁散射特性

该文提出了一种分析导体目标电磁散射特性的有效数值方法,该方法基于特征基函数法,将改进后的快速偶极子法与之相结合,把远场组间的矩阵矢量积转化为聚集-转移-发散的形式,从而加速次要特征基函数和缩减矩阵构建过程中的矩阵矢量相乘的速度。与传统的快速偶极子法结合特征基函数法相比较,在同等精度下,计算时间和内存消耗都得到了有效地缩减,数值结果证明了该方法的精确性和有效性。     

先验知识在压缩感知求解电磁场问题中的应用

快速求解三维目标宽角度电磁散射问题一直都是计算电磁学中的一个难点问题.前期研究表明：在传统矩量法中引入压缩感技术后可仅通过数次观测还原出全部入射角度下的电流,从而有效减少计算量.为获取应用压缩感知时所需的观测次数并讨论合适的稀疏变换选择,本文提出一种基于物理光学法的先验技术.该技术可对宽角度下电流系数的投影稀疏度及相应的观测次数进行预估,为利用压缩感知求解宽角度问题的快速算法特别是稀疏转换基的选择提供了先验知识,在实际计算前确定了相关参数,从而为该快速算法应用于工程实践奠定了良好基础.     

基于DDM技术的FEM/PO-PTD方法在深腔导体目标RCS分析中的应用

采用一种基于区域分解法(DDM)的混合方法——FEM/PO—PTD法，分析带有深腔的三维电大尺寸导体目标的电磁散射特性。应用DDM将原有深腔分成若干个较小的子域。对于腔体开口面所在子域，应用等效原理，结合物理光学法(PO)与物理绕射理论(PTD)，得到腔体开口面的边界积分方程；对于其它子域，通过传输条件实现各子域间的耦合。在各子域内推导出此边值问题的等价泛函。应用基于棱边的有限元法(Edge—based FEM)进行分析。理论分析与计算结果表明，该混合方法与其它计算同类问题的方法相比，有较高的计算精度，同时能减少对计算机内存的需求     

利用基于浮动模板的预修正快速傅里叶 变换方法快速求解三维介质体积分方程

利用预修正快速傅里叶变换方法结合矩量法快速求解三维介质散射问题的体积分方程,并引入一种新的模板拓扑结构,将投影及插值模板由固定改为浮动,以减少直接计算和预修正的近区未知量个数。数值计算结果表明,基于浮动模板的预修正快速傅里叶变换方法可以显著减少需要进行预修正的近区未知量个数,从而减少算法的存储需求和计算时间。