高频电大尺寸飞机目标的矩量法分析

高频段雷达散射截面(RCS)分析作为隐身设计的基础,具有十分重要的研究意义,如何精确计算电大尺寸复杂飞机目标的RCS,是隐身设计的一个难题。针对这个问题,建立了一个无人机的真实尺寸模型,使用高精度的矩量法进行计算。为了使矩量法能适应电大尺寸复杂目标的计算,对三维实体模型进行了简化,并进行合理的网格剖分,应用多层快速多极子方法来提高计算效率,成功降低了计算量。经PEC球体验证了算法的有效性之后,对无人机模型进行计算,分别得到了单站RCS和双站RCS结果。分析结果发现单站RCS随频率的提高而增加,并受到几何外形和姿态角的影响;双站RCS的散射方向与入射波的极化方向有关,呈现出明显的对称性,并且前向散射比后向散射更为明显。     

电大尺寸卫星目标RCS的PO法计算与分析

文章给出了一种用于电大尺寸复杂目标雷达散射截面的建模与计算方法,并利用该方法对电大尺寸理想导体的立方体和圆柱体进行仿真验算.通过与矩量法的计算结果比较表明,该方法能快速有效地解决电大尺寸复杂目标的电磁散射问题.文章最后给出了卫星目标RCS的计算实例,并分析了卫星表面的天线和推进器等细小结构对卫星总体的RCS贡献,确定了卫星的主要散射源.     

VB与MATLAB混合编制基于矩量法的导体目标RCS计算软件

针对VB和MATLAB各自的特点,首先在MATLAB中编制基于矩量法的导体目标RCS计算函数文件,然后利用ActiveX自动化技术,在VB中调用MATLAB函数实现对RCS的计算,通过将VB和MATLAB两者结合起来并用VB编制成具有友好人机交互能力的软件,实现了数据、图形和界面的有机结合。最后对典型实例进行了分析计算,结果与相关文献吻合良好,证明了本软件计算结果的正确性,实践表明,该软件具有较好的实用性和推广价值。     

天线罩加载问题的矩量法仿真与计算

研究天线罩系统在各类飞行器上应用非常广泛.为了保护天线免受恶劣环境的损坏,克服天线辐射引起误差,根据RWG基矩量法(MOM),用计算机仿真分析了天线罩加载后整套天线系统的辐射性能.首先,从表面积分方程(SIE)出发,利用等效原理结合矩量法对目标进行了严格的理论建模,推导出适合编程求解的矩阵方程.通过数值仿真,证明了算法的有效性.最后分别分析了加载体、天线罩对天线辐射性能的影响,并计算了加载复杂模型时天线系统的辐射场分布.证明方法可以改善任意形状加载体对天线系统的辐射影响.     

应用ACA算法快速分析导体目标电磁散射特性

提出了一种分析导体目标电磁散射特性的有效数值方法,该方法以矩量法为基础,将自适应交叉近似算法应用于远场组阻抗矩阵的低秩压缩计算,并且结合等效偶极子法加速抽取阻抗矩阵元素的填充。与传统矩量法相比,计算时间和内存消耗都得到了有效缩减,数值结果证明了该方法的精确性和有效性。     

基于多次散射目标模型的雷达成像研究

合成孔径雷达（Synthetic Aperture Radar, SAR）作为一种主动微波传感器,被广泛应用于遥感对地观测。然而,传统上的雷达散射模型是基于几何光学近似的,忽略了地物目标之间的相互作用,即多次散射效应。为了充分挖掘和利用毫米波雷达影像中目标电磁散射特性信息,亟需对典型目标的多次散射效应进行建模仿真和验证。基于矩量法（Method of Moments, MoM）分析了球体、二面角等目标表面等效电流分布与分段成像结果的对应关系,并利用后向投影（Back-Projection, BP）算法进行电磁仿真成像,总结了单/双基地雷达模式对成像中散射机制的影响。结果表明：目标表面等效电流分布以及分段等效合成孔径张角会随入射角度发生改变,其中分段等效合成孔径张角会影响方位向分辨率;双基地雷达成像结果中包含更丰富的电磁散射信息。本研究可为SAR系统设计和验证、典型目标回波特性数据收集以及如何基于高解析度SAR影像进行目标识别等研究提供借鉴与参考。     

半波振子天线矩量法的研究

矩量法是将连续方程离散为代数方程组的方法,此法对于求解微分方程和积分方程均适用,本文以半波振子天线为例,系统的阐述了半波振子天线的海伦积分方程的建立,利用矩量法求解海伦积分方程而得半波振子天线上的电流分布,已知电流分布求解半波振子天线在远区的电场表达式和方向图。     

基于矩阵快速填充的P-FFT分析目标电磁散射问题研究

针对预修正快速傅里叶变换(P-FFT)方法的近场矩阵填充速度和效率不高的问题,利用快速填充技术减少近场矩阵的计算时间,分析电大目标的电磁特性。采用预修正快速傅里叶变换方法,不仅能够减少存储需求,而且能够加快远场的矩阵矢量积。重点研究了基于三角形配对的快速填充方法,通过提取基函数测试配对积分过程中的共享积分部分,对近场矩阵元素进行填充,提高了计算效率。数值结果表明,基于三角形配对的预修正快速傅里叶变换方法可以减少近场部分的计算时间,从而提高算法的效率。     

混合模匹配/矩量法分析介质负载波导缝隙天线

部分介质负载缝隙结构为天线性能的优化提供了额外的参数.利用模匹配与矩量法的混合方法分析了部分介质填充的矩形波导壁上的各类缝隙.将波导缝隙结构分为介质波导T型结和向半空间辐射的开路波导两个部分.用模匹配法分析T型结,矩量法分析开路波导.以缝隙上的模函数作为全域基函数,然后将T型结和开路波导进行级联从而得到缝隙结构的散射参数.利用混合方法对介质负载矩形波导上的横缝和纵缝计算得到了数值结果.与文献结果比较,验证了方法的正确性.方法避免了部分负载波导格林函数的复杂计算,从而有效地提高了分析效率.     

复杂电磁散射目标的计算机建模

雷达截面的理论分析与预估是飞机隐身技术研究中的重要环节。在计算复杂目标的雷达散射截面时,目标几何建模是一个关键问题,建模方式的选择直接影响计算结果的精确度和整体效率。对目标几何建模方法及其特点进行了研究,采用两种不同的面元法建立目标模型,并且利用后向面判别和深度缓冲器算法的结合来处理不同面元间的遮挡问题。     

复杂因果图并行推理算法研究

因果图的精确推理算法是NP难的,因此寻找高效的推理方法是值得研究的问题。介绍了因果关系研究进展,对经典因果图推理过程作了进一步分析,在此基础上提出了复杂因果图的并行推理算法,并对算法的时间复杂度进行了分析,最后用一个实例验证了算法的推理效果。研究表明,该复杂因果图并行推理算法有效地降低了时间复杂度,特别是在有环且处理机数量足够的情况下和无环且处理机有限的情况下,算法的复杂度是一个多项式时间复杂度,这为因果图提供了一种可行的新的推理方法。     

运输车散射截面仿真分析*

论文首先分析运输车面临的威胁,并基于其面临威胁的雷达探测频率、极化形式及角域研究典型车辆的后向散射特性,给出运输车散射特性的分布规律,可用于指导同类车辆的雷达波散射特征控制。     

大尺寸导体目标的低频宽带散射测量与仿真

用扫频方法测量了缩比模型的低频宽带雷达散射截面,通过变换得到大尺寸导体目标的低频宽带RCS;并利用时域有限差分方法对全尺寸导体目标的雷达散射截面进行仿真计算,也得到了大尺寸的导体目标的低频宽带RCS;结果表明了这两种方法的一致性,为获得大尺寸导体目标的低频宽带散射特性提供了可以信赖的手段.     

基于Linux集群电磁散射并行计算实现

工业应用,特别是军事应用对计算电磁学(CEM)的需求提出挑战,解决电大尺寸电磁散射问题(物理尺寸/λ》1)的有效方法是采用并行计算技术．给出了MLFMA算法基于Linux集群技术的并行实现,并给出了电大尺寸目标电磁散射的计算实例．由于这种并行化方法只是充分利用已有的工作站,编程容易,所以是一种值得推广的并行化实现方法．     

基于动力学方程求解复矩阵特征值问题的并行实现

该文提出了一种利用动力学方程求解复特征值及其特征向量的并行实现方法。方法的原理为：首先将特征值问题通过优化技术转化为一个非线性动力学系统的求解问题,然后利用电路模拟中的波形松弛法并行计算这组动力学方程的解。该方法能够有效地确定复矩阵的全部特征值和特征向量。这是首次将波形松弛法引入大型矩阵的计算中,其并行算法已在IBM RS／6000 SuperPOWER2系统中有效地实现。     

以交换网络为中心的并行PC系统结构的可扩展性研究

针对传统的PCI总线结构形成系统通信瓶颈的缺陷，提出了以交换网络为中心的可扩展并行PC体系结构设计思想，对该体系结构的交换网络的可扩展性，如并行PC交换网络的管理模型网络寻址与路由以及系统内部通讯协议设计进行了深入研究，提出了相应的设计方案。     

HPMR在并行矩阵计算中的应用

为了解决传统并行编程难度大、效率低的问题,提出一种基于MapReduce模型的并行编程方法,在高性能MapReduce平台上实现矩阵并行LU分解。实验结果表明,相比传统并行编程模型,MapReduce模型并行程序可较好满足高性能数值计算需求,其编程简洁性和可读性能有效提升并行编程效率。     

基于GPU的碳纳米管分子动力学并行仿真

基于计算机的分子动力学仿真具有理论分析方法和实验方法无法比拟的优点,但分子动力学仿真算法计算量非常大,特别是在对碳纳米管的大规模粒子数进行仿真处理时,普通的基于CPU的串行算法执行效率低且耗时多。为此,提出基于统一计算设备架构的碳纳米管分子动力学的图形处理单元( GPU)并行算法,设计并实现仿真算法中适合GPU并行运算的分裂算法,将具有竞争资源的运算以非竞争方式运行。实验结果表明,与CPU串行仿真算法相比,分裂算法的运算速度较快,且在只有16个GPU流处理器显卡上可获得十多倍的加速比。     

采用PETSc的有限元并行计算实现与优化

可移植可扩展科学计算工具箱PETSc提供了高性能求解偏微分方程组的大量对象和解法库,基于此进行结构有限元并行计算,可降低难度和成本。给出了基于PETS的结构有限元并行计算实现方法,包括有限元方程组的并行形成和并行求解的实现。根据PETSc的特点,提出了提高计算性能的优化措施,即数据局部化和存储预分配。数值实验表明实现方法可行,优化措施效果明显。