合元极技术再认识--一种电大复杂目标散射混合计算技术的考察

合元极技术,即混合有限元、边界元、快速多极子技术,是计算电磁学中近年来日益受到关注的一种精确、高效、通用的技术.本文首先将此技术推广应用于既带涂层又带腔的复杂电大目标电磁散射的计算;接着对合元极技术各种算法的计算精度、迭代收敛速度进行了理论和数值实验的分析研究;然后,从通用性和高效性的角度,对作者采用的不对称合元极技术和近来来其他作者提出的对称合元极技术做了分析比较.最后,本文计算了几种复杂目标的散射截面以证实此项技术的高效、通用.     

一种多层不完全LU分解预处理方法 在合元极技术中的应用

本文将一种多层不完全LU分解预处理方法应用于合元极技术(即混合有限元、边界元、快速多极子技术).理论和数值实验表明,此种预处理方法能大大减少合元极技术的内存需求,同时兼有极高的计算效率.本文首先给出此种预处理方法的构造方式和实施步骤,接着对此种预处理方法在合元极技术中的数值性能进行了理论和数值实验的分析研究;最后,本文计算了几种电大尺寸复杂目标的散射,以展示应用了此种预处理方法的合元极技术的计算能力.     

Gordon板块元算法稳定性研究及其在电磁散射中的应用

本文在分析平面板元上Ｇｏｒｄｏｎ算法与傅里叶变换算法数值稳定性的基础上指出：板块元边缘的任意分割会导致ＦＴ－ＰＰＭ的坏条件计算问题；而板块元边缘的任意分割对于Ｇ－ＰＰＭ而言都是好条件计算问题。     

三维电磁散射问题区域分解技术研究进展

区域分解算法（domain decomposition method,DDM）是实现大规模电磁散射问题求解的有效途径,其易于并行,与非共形技术结合后,可进一步降低实际应用中目标建模与网格划分的难度,近年来在计算电磁领域引起广泛关注.本文介绍了电磁计算领域有限元法（finite element method,FEM）和积分方程法区域分解技术的研究进展,以及它们在合元极技术中的应用.最后,对区域分解合元极技术当前仍然存在的挑战和未来发展方向进行了讨论.     

晶圆键合技术在LED应用中的研究进展

简要介绍了晶圆键合技术在发光二极管(LED)应用中的研究背景,分别论述了常用的黏合剂键合技术、金属键合技术和直接键合技术在高亮度垂直LED制备中的研究现状,包括它们的材料组成和作用、工艺步骤和参数以及优缺点.其中,黏合剂键合是一种低温键合技术,且易于应用、成本低、引入应力小,但可靠性较差;金属键合技术能提供高热导、高电导的稳定键合界面,与后续工艺兼容性好,但键合温度高,引入应力大,易造成晶圆损伤;表面活化直接键合技术能实现室温键合,降低由于不同材料间热失配带来的负面影响,但键合良率有待提高.     

Richardson外推技术及其在电磁散射中的应用

基于Richardson外推(Extrapolation)技术和有限元法(FEM)相结合快速计算均匀平面波入射到一非理想导体上的散射场。与传统方法不同,外推方法首先需要把分析区域剖分为二组网格,然后分别采用有限元法求解标量亥姆霍兹方程,得到平面入射波在某一给定角度照射下散射体表面的散射场。接着通过外推技术获得散射体在这一给定角度入射波照射下散射体表面的散射场,进而可得到散射场。这种混合方法不仅可以减少计算量、提高计算速度,而且能提高计算精度。数值结果验证了该算法的正确性和有效性。     

等离子清洗技术在键合工艺中的应用

本文介绍了等离子清洗工艺所依据的原理和技术，通过对瓣膜混合集成电路的实验说明了它应用于键合工艺前的必要性和实用性，指出等离子清洗工艺是提高产品可靠性的一种有效手段。     

双三次B样条曲面片拟合技术在散射场计算中的应用

在复杂外形的电大尺寸目标的电磁散射特性计算中，由于一致性几何绕射理论的本身特点所局限，直接计算必然会带来很大的误差。     

逐次逼近型模数转换器中的失配校准技术

设计了一种用于逐次逼近型模数转换器中的比较器失调和电容失配自校准电路.通过增加校准周期,该电容自校准结构即可与原电路并行工作,实现高精度与低功耗.校准精度可达14bit.采用该电路设计了一个用于逐次逼近型结构的10bit 3Msps模数转换器单元,该芯片在SMIC 0.18μm 1.8V工艺上实现,总的芯片面积为0.25mm2.芯片实测,在采样频率为1.8MHz,输入320kHz正弦波时,信号噪声失真比为55.9068dB,无杂散动态范围为64.5767dB,总谐波失真为-74.8889dB,功耗为3.1mW.     

逐次逼近型模数转换器中的失配校准技术

设计了一种用于逐次逼近型模数转换器中的比较器失调和电容失配自校准电路.通过增加校准周期,该电容自校准结构即可与原电路并行工作,实现高精度与低功耗.校准精度可达14bit.采用该电路设计了一个用于逐次逼近型结构的10bit 3Msps模数转换器单元,该芯片在SMIC 0.18μm 1.8V工艺上实现,总的芯片面积为0.25mm2.芯片实测,在采样频率为1.8MHz,输入320kHz正弦波时,信号噪声失真比为55.9068dB,无杂散动态范围为64.5767dB,总谐波失真为-74.8889dB,功耗为3.1mW.     

磁化等离子体覆盖导体散射问题的FE/BI方法分析

基于矢量有限元方法和边界积分方程,推导了分析三维导体表面覆盖各向异性磁化等离子体电磁散射问题的矢量有限元/边界积分(FE/BI)方法公式,并将该方法推广到外磁场沿任意方向时磁化等离子体的情形。应用该方法计算了磁化等离子覆盖导体目标的双站雷达散射截面(RCS),分析了等离子体厚度、密度、碰撞频率和外磁场方向对雷达散射截面的影响。数值计算结果表明:在导体表面覆盖各向异性磁化等离子体并且选取合适的参数,能够有效地减少雷达散射截面。     

用采样数据进行网络函数有理逼近的一种有效方法

随着集成电路工作频率达到GHz范围和电路朝更大更密集型发展的趋势,互连与封装等寄生效应对电路的影响越来越大,如何准确地对这些效应进行分析模拟,成为当前集成电路CAD中十分重要的任务。在高频率时,互连与封装的特性只能通过测量或电磁场的数值模拟给出的一组不同频率上网络函数的采样值描述。基于这些采样值通过有理插值构造网络函数的近似宏模型是实现这类电路模拟的关键,但这一问题在数值上是高度病态的。本文通过复频率的双线性变换提出了获得稳定有理逼近的一个新方法,可有效克服这一困难。文中给出的例子实现了高达60阶的有理插值。     

分布函数的迫近及其在高可靠性评估中的应用

针对高可靠性评估中存在的精度及计算量问题,首先给出了可靠性分布函数的正交多项式序列迫近方法。然后,利用此方法,对并联的指数寿命型系统的可靠性函数进行迫近,所获得的结果易以计算,且具有较高的精度。     

一种适于函数逼近的混合RBF专家网络快速算法

提出一种适于函数逼近的RBF混合专家网络快速算法。算法采用快速近邻法的思想,将样本集分级分解为不同子集,依靠测试样本集的误差估计,获得每个专家网络的网络结构;门网采用学习矢量量化神经网络,根据空间距离最近的原则,得到系统输出。仿真结果表明了算法的有效性。     

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。     

快速多极子-边棱元混合算法分析三维非均匀各向异性复杂目标的电磁散射

本文发展了一种能有效分析非均匀各向异性复杂目标的电磁散射特性的三维快速算法;该算法在切向矢量有限元、即边棱元的基础上,采用近年来发展起来的快速多极子算法加速问题的求解,大大降低了计算复杂度,并减小了计算内存.计算实例表明了该方法的有效性和可靠性.     

组织的特征长度微距空间分辨漫反射

从辐射传输理论的相似天系出发,根据P1近似和P3近似满足的一阶和三阶相似关系,引入了特征长度的参量。利用半无限介质的空间分辨漫反射的P3的近似解,对光源附近组织的空间分辨漫反射与特征长度之间的关系进行了研究。研究表明．当需要在光源附近对组织进行测量时,最近的距离与描述该组织的特征长度有天,根据组织的特征长度可以确定探测器的大致宽度,并结合实际光纤直径估计测量光纤的数目。     

基于FDTD/MTL 混合算法求解飞行器线束电磁敏感度

结合GJB151A 中的测试标准,求解平面波照射下飞行器线束电磁敏感度（electromagnetic susceptibility ,EMS） 问题。采用时域有限差分法（Finite-Difference Time-Domain ,FDTD）求解空间电磁场在线束屏蔽层上产生的感应电流, 并将其作为多导体传输线（multi-transmission line ,MTL）方程中的激励源[6],计算线缆电磁脉冲响应。该算法可减少 网格剖分数目,节省计算资源,适合电大尺寸目标中线束问题的求解。最后,利用该方法分析了飞行器屏蔽效能和电 磁脉冲极化方式对线束EMS 的影响,得到了电缆设备端感应电压的频率响应特性。计算结果验证了该方法的高效性和 可行性。