大型阵列结构电磁散射的P-FFT算法

提出利用预校正的快速傅立叶变换(P-FFT)和矩量法(MoM)快速分析电大阵列结构的电磁散射特性.研究了适合于电大尺寸结构近区和远区场计算的格林函数的快速算法,同时,利用Rao-Wilton-Glisson(RWG)函数作为基函数和测试函数,可以考虑阵列单元任意方向的表面电流或磁流分布,并利用P-FFT加速矩量法的矩阵求解,减少内存需求和计算时间.计算结果表明该方法特别适合于大型阵列电磁散射特性的分析.     

复杂城市环境电磁态势的场数值分析与测量对比

采用高阶矩量法（method of moment，MoM）结合高频射线法对复杂城市环境中电磁分布进行仿真计算.利用高精度的高阶MoM对辐射源进行精细仿真，利用一致性几何绕射理论的射线模型描述电磁波在电大场景中的传播，并给出了两种方法之间的接口方案.在实际城市环境中对电磁分布和电磁态势进行了有效的计算，选取西安市某城区一平方千米区域进行了实地测量，实测数据与仿真计算进行了对比，取得了比较好的结果，证明了文中方法的有效性和实用性.     

一种快速计算雷达散射截面空域特性的方法

将最佳一致有理逼近理论和矩量法(MoM)相结合,提出了一种新的二维外推技术并对任意形状复杂目标雷达散射截面的空域二维特性进行了快速计算.与渐进波形估计(AWE)技术相比,Maehly逼近的优势在于不需要计算阻抗矩阵元素的高阶导数,能在更宽的范围内精确逼近MoM计算结果,并且很容易和MoM计算机代码相结合.与MoM逐点计...     

雷达天线罩电磁散射特性研究

采用高阶矩量法研究了常见雷达天线罩的电磁散射特性.首先采用双线性表面几何建模技术对天线罩进行面剖分,再依据等效原理在天线罩表面建立电磁积分方程,最后用基于混合域基甬数的高阶矩量法对其离散求解.实例验证,该方法简单易行、结果精确,同时发现天线罩材料的电参数在很大程度上影响了其电磁散射特性.     

粗糙海面上三维金属目标的电磁散射特性分析

该文采用矩量法(MoM)计算粗糙海面上三维金属目标的电磁散射特性。计算了位于半空间媒质中的电偶极子和磁偶极子的矢量位并矢格林函数和标量位格林函数,并将其应用于矩量法中。把海水视为下半空间媒质,粗糙海面为位于上半空间中的介质表面。通过建立介质和金属混合目标的积分方程,并采用迭代方法求解矩阵方程以得到该模型的散射特性,数值结果验证了本文方法的有效性。     

笛卡尔展开算法高效求解增广电场积分方程

将多层快速笛卡尔展开算法(Multilevel Accelerated Cartesian Expansion Algorithm,MLACEA)用于求解理想导体目标的增广电场积分方程(Augmented Electric Field Integral Equation,AEFIE),详细推导了基于AEFIE-矩量法(Method of Moments,MoM)的MLACEA算法的具体实现过程.计算实例表明,在求解低频电磁散射问题及电路问题时基于AEFIE-MoM矩量法的MLACEA算法既具有非常高的计算精度、又可大幅度降低MoM的计算复杂度,使得其计算量和计算机内存需求可由原来MoM的O(N2)量级降低至MLACEA算法的O(N)量级.     

电大尺寸物体电磁场问题的混合算法

将MoM(矩量法)-PO(物理光学法)混合算法在电大尺寸物体的电磁计算方面的应用，与传统的有限元法和矩量法等算法相比较，验证其正确性，并体现其计算量小、速度快的优点。使得过去用传统方法无法完成或计算量过大的电大尺寸物体的电磁散射问题真正得以解决。     

海面散射复镜像算法的研究

针对海洋背景下目标电磁散射问题, 分析了离散复镜像法(Discrete Complex Image Method, DCIM)计算半空间问题索末菲积分时复镜像数目的选择方案, 以提高后续矩量法(Method of Moment, MoM)的求解效率.文中应用多级路径DCIM保证了计算精度和鲁棒性, 同时根据海洋的介电特性, 给出了一定空域距离和介电参数条件下, 以相同精度计算三个典型索末菲积分需要复镜像数目的最小值, 从而使阻抗矩阵的填充时间最小.数值结果证明了所给方案对MoM效率的提升.     

基于UV／MOM-PO的电大载体附近阵列天线的研究

基于UV技术加速的矩量法/物理光学混合算法(UV/MoM-PO),研究了电大尺寸载体对位于其附近的阵列天线性能的影响.在UV/MoM-PO算法中,载体被设置为PO区域,阵列天线被设置为MoM区域.PO区域采用三角面片剖分,并用RWG基函数展开,MoM区域则用线段剖分,并用分段线性基函数展开.根据与MoM区域的远近,将PO区域的单元分组,其中每个小组与MoM区域的相互作用矩阵采用UV分解技术快速得到.给出了两个具体的算例,并与多层快速多极子(MLFMM)的结果进行了比较,表明本文的算法有较好的计算精度.     

基于NURBS建模技术的迭代MoM-PO方法分析电大尺寸平台天线方向图

本文采用基于非均匀有理B样条(NURBS,Non-Uniform Rational Bezier Spline)曲面建模技术的物理光学方法结合矩量法(Method of Moments-Physical Optics)分析位于电大尺寸平台附近天线的辐射方向图.文章推导了基于有理贝齐尔曲面的物理光学散射场计算公式.采用驻相法计算有理贝齐尔曲面上的物理光学感应电流积分.利用物理光学散射场迭代矩量法区域的电压矩阵.通过与传统平面片建模的物理光学方法的计算结果对比,说明本文方法的有效性和优点.     

Higher order hybrid method of moments-physical optics modeling technique for radiation and scattering from large perfectly conducting surfaces

An efficient and accurate higher order, large-domain hybrid computational technique based on the method of moments (MoM) and physical optics (PO) is proposed for analysis of large antennas and scatterers composed of perfectly conducting surfaces of arbitrary shapes. The technique utilizes large generalized curvilinear quadrilaterals of arbitrary geometrical orders in both the MoM and PO regions. It employs higher order divergence-conforming hierarchical polynomial basis functions in the context of the Galerkin method in the MoM region and higher order divergence-conforming interpolatory Chebyshev-type polynomial basis functions in conjunction with a point-matching method in the PO region. The results obtained by the higher order MoM-PO are validated against the results of the full MoM analysis in three characteristic realistic examples. The truly higher order and large-domain nature of the technique in both MoM and PO regions enables a very substantial reduction in the number of unknowns and increase in accuracy and efficiency when compared to the low-order, small-domain MoM-PO solutions. The PO part of the proposed technique, on the other hand, allows for a dramatic reduction in the computation time and memory with respect to the pure MoM higher order technique, which greatly extends the practicality of the higher order MoM with a smooth transition between low- and high-frequency applications.     

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     

MoM/PO混合法中劈绕射电流基函数研究

论文给出了Bilow所提出的绕射电流基函数的理论依据,并把这种电流基函数和Burnside所提出的绕射电流基函数作了比较.考虑到绕射理论和基本电磁理论场量关系,对Bilow绕射电流基函数在过渡区和非过渡区分别进行了修正,提出了新的绕射电流基函数.三种基函数模拟的结果和理想导体劈绕射的解析解进行了比较,证明目前所采用的基函数精度最高.     

Spaceborne Mesh Reflector Antennas With Complex Weaves: Extended PO/Periodic-MoM Analysis

Reflector antennas with complex mesh weave patterns are numerically analyzed by using extended physical optics (PO) combined with the periodic method of moments (MoM). The method applies the periodic MoM with Rao-Wilton-Glisson (RWG) basis and testing functions. It calculates the transmission coefficient matrix (T-matrix) of the realistic, complex weave pattern of the planar mesh, in order to calculate the modified PO current on the mesh reflector. When analyzed, the planar grid mesh is found to be compatible with the commonly used wire-grid model. The modified PO current on the locally planar mesh is implemented on the curved reflector surface for the diffraction analysis of the mesh reflector antennas. The far-field pattern of the offset parabolic antenna with grid mesh, modelled using periodic MoM, agreed well with those obtained from the wire-grid model. T-matrix calculated from the tabulated T-matrix data using the interpolation method is sufficiently accurate and compares well with the one calculated using the direct method, allowing users to choose one of the T-matrix calculation methods depending on the problem. The analysis of the mesh reflectors with two different complex weave patterns (single Satin and single Atlas at Ka band) is performed to exemplify the application of the extended PO/periodic MoM algorithm. It is shown that differences were observed in cross-polarization discrimination (XPD) for circular polarization operations depending on the weave patterns. This result demonstrates the usefulness of the proposed technique in accurate performance prediction of mesh reflector antennas with complex weave patterns     

位积分方程组矩量法用于精确计算非均匀介质柱的电磁散射

位积分方程组的主要特点是以电磁位为未知函数,这些未知函数在具有不同电磁参数的介质分界面处是连续的,因而在矩量法的实现过程中能够非常方便地应用高阶插值基函数来展开未知函数,以便获得高精度的解。但是,经典的点匹配方案使该模型的数值稳定性较差。本文用位积分方程组矩量法模型计算任意截面非均匀介质柱的电磁散射,采用三角形离散方案和高阶插值基函数,在测试过程中应用新提出的测试方法,克服了原位方程组矩量法模型的数值不稳定性。对矩量法矩阵中自阻抗元素的奇异性处理方法也作了详细介绍。文中提供的数值结果表明,该方法是精确、稳定的。     

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。     

一种基于GRECO的复杂目标棱边建模方法

针对复杂目标高频电磁散射,利用CAD 商业建模软件,结合PO、MEC 算法实现目标RCS 计算。对于边缘绕射计算,提出了一种新的建模方法,提高了计算速度。计算结果与数值方法MLFMM 计算结果吻合很好。最后以某战斗机模型为例,实现目标角度域、频域RCS 计算,并且研究了RCS 数据在目标高分辨率距离像中的应用。实验结果表明,该方法对复杂目标高频电磁散射RCS 仿真计算具有一定参考价值。     

An efficient multiregion model for electromagnetic scattering and radiation by PEC targets

An efficient multiregion model has been proposed for the fast implementation of the electromagnetic scattering by perfectly electrical conducting (PEC) targets and the radiation of point sources or wire antennas near PEC targets. In the multiregion model, the PEC target under consideration is divided by multiple regions depending on the position of point source/antenna or the incident direction of plane waves. Then the method of moments (MoM) is used on the first region, which is close to the source or is the illuminated region, to obtain the accurate electric current. The mutual coupling between different regions are considered approximately based on the magnetic-field integral equation, from which closed-form approximations for electric currents on other regions are derived. Because MoM is only performed on the first region, the number of unknowns in the new model is much fewer than that in the full MoM analysis, making the new model much more efficient. Compared with the published hybrid methods, the multiregion model gives a more reasonable physical explanation, and provides a better accuracy in both currents and scattered fields. Numerical simulations for two-dimensional (2-D) problems (transverse-magnetic/transverse-electric) and 3-D problems are given to test the validity and efficiency of the proposed modeling.     

利用近场Gordon积分近似的矩量法-物理光学混合方法

针对电大金属目标的电磁计算, 提出了一种新的矩量法-物理光学(Method of Moment-Physical Optics, MoM-PO)混合方法, 以解决传统的MoM-PO混合法中PO区域和MoM区域耦合项的计算时间过长问题.用Gordon积分计算目标的PO区域对MoM区域的作用, 并加入近场近似处理.该方法避免了传统的MoM-PO混合法中耦合项积分方程的计算, 加大PO区域的剖分面元的大小, 能够有效地降低矩阵规模和未知数个数, 因而降低了内存, 减少了计算时间.数值算例结果表明, 近场Gordon积分近似的MoM-PO混合方法能够有效地减少耦合项的计算时间, 并能达到理想的精度.