MLFMA分析复杂载体平台上天线问题

该文分析了导体介质复合结构平台上线天线的辐射问题。利用等效原理建立EFIE-PMCHW表面积分方程组,定义线、面和连接基函数描述复杂结构上电流分布,分析了导体介质分界面处基函数的处理：利用多层快速多极子方法（MLFMA）21速迭代求解过程中的矩阵矢量相乘运算,并用于有耗媒质求解。MLFMA的运用极大地提高了求解实际电大问题的能力。数值计算结果验证了方法的正确性和高效性。     

三维导体介质复合结构电磁辐射与散射的MLFMA分析

利用多层快速多极子方法(MLFMA)分析三维导体介质复合结构的电磁辐射与散射特性.根据等效原理,介质表面构造Poggio-Miller-Chang-Harrington-Wu(PMCHW)方程,导体表面建立电场积分方程(EFIE).分析了含介质目标MLFMA算法中远区组矩阵矢量相乘运算以及有耗媒质空间中格林函数的平面波展开.利用该方法研究了涂敷目标电磁散射特性以及天线罩对直线阵天线辐射特性的影响.MLFMA的应用降低了计算量和存储量,实现了对电大尺寸目标快速、准确的求解.     

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.     

求解复杂载体天线辐射问题的近场预条件技术

提出了一种近场预条件技术与LDU分解法相结合的新技术,用于加速矩量法(MoM)分析复杂载体上线天线辐射问题中线性方程组的迭代求解.通过LDU分解可将系数矩阵中表示载体上单元相互作用的具有对角占优特性的子阵分离出来,构造一个矩阵分解形式的预条件阵.结合广义最小留数(GMRES)法,分别对装载在两个简单形体和一架大型飞机模型上的线天线的辐射问题进行了求解.数值结果表明,该方法可大大加快线性方程组迭代求解的收敛速度,提高分析计算效率.     

MLFMA/VIE矩量法快速分析介质天线罩的电磁性能

采用体积积分方程矩量法(VIE-MoM)结合多层快速多极子算法(MLFMA)解决任意形状多层非均匀介质天线罩电磁性能的快速精确分析问题.首先借助三维CAD软件几何建模技术及网格离散技术,建立了介质天线罩的实体模型并用四面体单元离散,接着利用MLFMA/VIE-MoM在介质区域内建立矩阵方程,计算出天线罩罩体区域的体极化电流,最终得到在罩体影响下的天线的远场辐射特性和功率传输效率.数值结果表明,采用VIE-MoM结合MLFMA来分析复杂结构介质天线罩电磁性能可明显节省内存需求,提高计算效率和计算精度.     

导体介质组合体电磁分析的建模与计算

为提高导体介质复合目标电磁散射分析的效率,采用一类新的表面混合场积分方程进行求解,该方程通过伽略金方法建立的阻抗矩阵具有良好的条件数.分析了多区域连接边上的电磁流分布和基函数的定义,然后根据边界条件推导了广义EFIE-CFIE-JMCFIE方程形式,最后比较了不同积分方程建立阻抗矩阵的收敛性.数值算例表明该方法能明显提高计算效率,实现导体介质复合目标电磁散射分析快速、准确的求解.     

组合导体平台前线天线的混合MoM-PO分析

运用混合矩量法-物理光学法分析了组合导体平台附近线天线的电磁辐射特性,对线天线采用窄带结构建模,计算时整个区域都选用RWG基函数,避免选用其他形式的基函数,从而简化计算,并推导出计算公式。利用该方法计算了几种导体平台前线天线的辐射特性,通过和MoM、FEKO计算结果的对比,数值结果验证了混合方法的可行性与有效性。     

舰载多天线系统电磁兼容性分析

针对舰载多天线系统电磁兼容性(EMC)分析计算量大、耗时过长问题,提出了自动分层的多层快速多极子方法(MLFMA).采用BiCGStab(l)结合近场预条件方法进行求解,进一步提高了MLFMA的综合效率.为了分析天线间的近场耦合特性,运用微波网络理论结合互易定理给出了任意天线间的隔离度表达式.计算并分析了尺度与真实尺寸相当的某舰船模型上多根超短波天线的辐射方向图和天线间的隔离度.数值结果表明算法准确有效,并且对于电大运载平台中天线布局优化具有一定的指导意义.     

用于雷达反隐身的低可探测目标电磁散射高效数值分析

本文介绍基于多层快速多极子方法（MLFMA）分析框架下的高效处理新方法和相关研究成果,重点讨论用于厚介质层散射分析的电流磁流混合场积分方程（JMCFIE）、用于多薄层介质散射的多层薄介质层（TDS）边界条件方法及其应用等;最后介绍了所研发的P-UEST软件及其在隐身飞行目标散射特性计算中的应用成果。     

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。     

利用多层快速多极子技术对随机粗糙表面SAR回波信号统计特性的研究

该文主要目的是研究随机粗糙面SAR回波信号的统计特性。结合传统的Monte Carlo方法,利用多层快速多极子算法严格高效地模拟了三维随机粗糙面的SAR回波信号。依据常用SAR系统,将发射波的仰角固定在45,并让方位角在88~92之间变化,得到若干组随机表面的回波。计算回波幅值和相位的均值,得到一些值得关注的结论。     

复杂金属载体上线天线的MoM分析

各类金属载体上线天线的特性分析具有很重要的实用价值。本文运用矩量法处理各种载体上线天线问题。首先将线天线模拟为带状线,天线和载体表面均采用平面三角形单元进行剖分,RWG基函数作电流展开函数。然后介绍了线面连接处贴片单元的剖分方法,以及在连接处定义基函数和添加电压源模型。本文分析了各种形状金属载体上线天线的特性,研究了角度和位置对天线输入阻抗或辐射特性的影响。数值结果验证了方法的正确性。     

Overview： Electromagnetic Scattering from Ocean Surface

Understanding the sea surface scattering process is very important in the development of models to detect the target above or under the surface. In this paper, both the analytical and the numerical methods applied in sea surface scattering are summarized. Some important problems concerned in this field are discussed. For numerical study, edge effect brings artificial nonrealistic scattering and therefore must be suppressed. Different edge treatment methods are compared in this paper. Scattering of breaking wave surface at very low grazing angle always needs more attentions than other scattering problems. Some numerical results show the existence of the special phenomena at very low grazing angle, for example, the ＂sea spikes＂ and the Doppler splitting.     

PC集群MPI并行矩量法分析复杂平台多天线特性

为分析安装于诸如飞机、舰艇等复杂目标上多天线的电磁兼容性,本文引入了Costa基函数对多天线线面连接结构进行建模.针对计算量过大、耗时太长这一主要障碍,结合RWG基函数特点,设计了一种高效的适用于共轭梯度方法求解的棋盘状并行矩阵填充算法,避免了RWG基相互作用的重复计算,然后详细地讨论了并行共轭梯度算法求解矩量法矩阵方程的并行实现过程.本文进一步开发并在PC集群中实测了MPI并行矩量法程序性能,作为应用计算了安装于某飞机头部的多天线辐射特性.     

利用分析方法计算微带天线的阻抗

在微波集成电路以及微带阵列的设计中,必须考虑微带结构中存在的相互间的电磁耦合。在采用电场积分方程法和矩量法对这些微带单元的相互耦合进行分析时会遇到索沫菲积分（Ｓｏｍ ｍ ｅｒｆｅｌｄ Ｉｎｔｅｇｒａｌｓ）的计算,由于该积分的存在使得对以上问题的分析十分复杂。为了提高计算和分析的效率,本文采用了一种新的渐近抽取与展开技术〔１〕来分析计算索沫菲积分,利用该方法可以降低索沫菲积分的维数,从而达到提高计算效率的目的。最后利用这种方法计算了某些微带天线的阻抗,结果表明利用本文方法具有较高的计算效率。     

两根分布式接收天线载波频偏的联合估计

该文在平坦瑞利衰落信道下,针对一根发射天线、两根分布式接收天线场景,提出了一种缩小频率搜索范围的最大似然准则载波频偏联合估计方法。该方法利用载波频率、收发天线晶振精度和移动台最大运动速度的先验信息,确定了两个载波频偏之差的取值区间;联合各接收天线的相关值滑动此取值区间进行搜索,相比已有方法缩小了搜索范围。仿真结果表明,在信噪比为5 dB,载波频率为2 GHz,发射天线晶振精度为10 ppm,接收天线晶振精度为1 ppm,移动台最大运动速度为120 km/h的条件下,载波频偏联合估计的均方误差性能高出已有方法一个数量级。     

一种综合赋形波束天线阵的组合算法

提出一种新的组合优化方法。先通过遗传算法得到一个初步的优化结果,再用直接搜索算法进行二次优化,这样既突出了遗传算法全局寻优的特点,又避免了它在接近最优解时出现的小幅度随机波动。以低副瓣平方余割波束天线阵的综合为例,在主瓣达到要求的前提下,组合算法得到的天线阵方向图副瓣比直接搜索算法和遗传算法的副瓣低4dB以上。