一种快速分析多导体宽带电磁散射的方法

应用特征基函数法和渐近波形估计技术分析了二维多导体目标的电磁散射特性。特征基函数法对问题中的每个子域构造了一种包含散射问题不同域间的耦合效应的高级基函数,降低了生成的全局矩阵维度,从而可以对矩阵进行快速求解得到目标的表面电流,并结合渐近波形估计技术计算目标的宽带雷达散射截面。数值计算表明:计算结果与矩量法逐点计算结果相吻合,计算效率大大提高。     

圆柱导体电磁散射问题分析

利用矩量法对圆柱导体电磁散射特性进行了研究.基于伽略金法,采用分域基函数展开模式,得出了圆柱导体的电磁散射方向图,并对圆柱体直径和入射波波长不同比例情况下的散射情况进行了研究.文中还用MATLAB给出了圆柱体电磁散射的精确计算结果.     

WCAWE技术快速求解宽频带散射特性

本文首先对用于矩量法(MoM)频带响应求解的传统波形渐进估计(AWE)技术进行了深入分析,得出传统AWE技术有可能产生病态的Pade逼近系数矩阵这一重要结论.由此引用了良态波形渐进估计(WCAWE)技术,并用于快速求解任意形状三维导体的宽频带雷达散射截面.数值结果表明:采用WCAWE技术,计算效率明显提高.     

一种求解内谐振条件下导体散射特性的有效方法

众所周知,在内谐振条件下,用积分方程法分析导体的散射特性时,不论是电场积分方程还是磁场积分方程,所求得的解都是不唯一或者不稳定的。本文提出了一种新的方案,通过引入一个微小的复频率,并结合逼近理论求得导体表面的真实电流密度,从而得到正确的导体散射特性。此方法具有实现简单和概念清晰的优点。文中分别以无限长理想导体正方柱和两个理想导体球为例,并将计算结果与混合场积分方程法所得的结果进行比较,它们之间良好的一致性说明了本文所提方法的正确性和有效性。     

基于积分方程重叠型区域分解方法的快速宽频带分析

采用积分方程重叠型区域分解方法和阻抗矩阵插值方法分析了宽频带电磁特性。在进行扫频的过程中,通过三次内插/外推方法快速生成阻抗矩阵。为了减小内存需求,采用积分方程重叠型区域分解方法分析电磁问题。通过与其他几种方法对比,验证了该方法在快速分析宽频带问题的有效性和正确性。     

矩量法分析屏蔽导体内的多层介质多导体传输线

利用矩量法分析屏蔽导体内的多层介质多导体传输线。首先，建立该问题的算子方程；然后离散化算子方程，通过对导体和介质分界面的总电荷及介质和介质分界面自由电荷的自由空间二维格林函数分析，得出矩阵方程；最后得出屏蔽导体内多层介质中各导体的电容矩阵和电感矩阵。数值结果与现有类似结构分析结果相比较一致性较好。     

导体平板上铆钉的电磁散射分析

利用电场积分方程(EFIE)的矩量法分析了导体平板上有铆钉的电磁散射问题.铆钉和平板表面采用三角形面元进行剖分,面元上的电流分布用子域基函数表示,用伽略金法将电场方程转化为矩阵方程求解电流系数.数值计算了导体平板上有无铆钉时的雷达散射截面随入射角的变化,结果显示当平板上有多铆钉时,在一定的角度范围内,铆钉对雷达散射截面的影响非常明显并且与铆钉的分布情况有关.     

电大导体目标电磁散射特性的投影迭代法分析

将投影迭代法应用于分析任意二维和三维电大导体目标的电磁散射特性。该方法首先剖分传统矩量法得到的矩阵方程,然后通过投影迭代逐步修正未知电流值,进而计算目标的雷达散射截面。数值计算表明：该方法与传统矩量法计算结果相吻合,计算量大大降低。     

二维随机分布导体目标宽带电磁散射特性的快速分析

渐近波形估计技术是近年来提出的一种求解宽带电磁散射问题的有效方法,本文将渐近波形估计技术应用到矩量法中,计算了二维随机分布的理想导体柱的宽带雷达散射截面,计算结果与矩量法逐点计算的结果进行了比较,两者吻合良好,而计算效率得到了较大的提高。     

基于迭代散射算法的柱体阵列散射场分析

该文基于迭代散射算法(ISP)对柱体阵列的散射场进行分析。通过矢量柱面波函数展开,根据理想导体表面边界条件,建立柱体表面入射场与散射场的关系式。将前一次迭代时柱体阵列的近区散射场作为下一次迭代的入射场,推导出柱体阵列散射场系数间的迭代关系。通过分析不同迭代次数下2~4个柱体的散射场,确定3次迭代即可保证算法的准确度。对比数值结果表明,迭代散射算法具有与矩量法(MoM)结果同等的准确度,并具有明显优于矩量法的计算速度。     

介质体电磁散射的偶极子模型法研究

提出用偶极子模型法来分析介质体的电磁散射.该方法以矩量法和Schaubert-Wilton-Glisson(SWG)基函数为基础,把介质体剖分成一定数量的四面体元.在介质体内,把含有公共面的体元对等效成电偶极子;在介质体表面,把边界面及其对应的体元等效成电偶极子.当等效偶板子单元离观察点大于临界距离时,用偶极子模型法计算阻抗矩阵元素.偶极子模型法简单易操作,不仅能大幅度降低阻抗矩阵的计算时间,还简化了边界条件的处理.数值结果表明了该方法的高效性及与原方法几乎相同的计算精度.     

多约束直线阵列天线辐射散射特性优化

对于有口径、阵元数和最小阵元间距约束的直线阵列天线,运用改进的遗传算法通过调整单元的位置来同时优化其辐射和散射特性.并用矩量法验证了论文算例经优化后,完全计入互耦的辐射方向图峰值副瓣电平在-18.5 dB以下,且在绝大部分角域处于低散射状态,表明论文方法能指导兼顾辐射和散射特性的多约束阵列天线设计.     

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.     

阻抗条带减缩雷达散射截面的分析与优化设计

阻抗条带的分析对雷达散射截面的减缩有着重要意义，本文利用矩量法对其进行了分析，并在分析的基础上提出利用遗传算法对其分布进行优化设计，以寻找实现雷达散射截面减缩的最佳途径。该工作对实际雷达吸波材料的设计有指导作用。     

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。     

印刷带状偶极子天线与经典三维柱状偶极子天线的等效理论研究

相对于传统的柱状偶极子,印制偶极子天线更适合应用于现代通讯系统.本文通过引入边缘场效应,对传统的基于感应电动势法的柱状电偶极子辐射阻抗公式进行修正,并在此基础上将其推广至印制偶极子天线中.此外,本文还采用合成渐进法,基于物理概念,推导出平面偶极子天线的谐振频率及谐振频率处辐射电阻的两个计算机辅助计算公式.数值计算及验证表明,两个公式的精度均在2%以内,可以用于指导工程设计.     

考虑互耦的平面相控阵天线波束形成

针对互耦会影响天线方向图的问题,首先用矩量法精确分析了考虑互耦影响时平面相控阵天线阵元的电流分布,仿真实现了阵元互耦对相控阵天线波束形成的影响效果,然后用软件补偿的方法补偿互耦所造成的影响,从而完成了相控阵天线波束形成的综合.     

一种应用于目标宽带RCS快速计算的高效预处理技术

矩量法常与渐近波形估计技术结合用于目标宽带雷达散射截面的快速计算,然而当目标为电大尺寸时,此种方法仍然十分耗时。该文使用一种基于可变内外迭代技术的Krylov子空间迭代法FBICGSTAB求解由电场积分方程离散得到的大型稠密矩阵方程。同时近场矩阵预处理技术将与双阈值不完全LU分解预处理技术结合用于降低FBICGSTAB的迭代求解次数。数值计算表明：在不影响精度的前提下,该文方法可以大大提高目标宽带雷达散射截面的计算效率。     

大规模有限周期结构电磁特性的快速算法研究进展

周期结构在阵列天线、频率选择表面和超材料方面都有着广泛的应用,而针对大规模有限周期结构电磁散射、辐射特性的快速算法也一直是计算电磁学的热点与难点.本文中,简要介绍了矩量法中几类分析大规模有限周期结构电磁特性的有效算法,并对这几类方法的优缺点做了说明,最后讨论了计算电磁学在分析大规模有限周期结构领域未来的可能发展方向.     

NUMERICAL ANALYSIS OF TWO-DIMENSIONAL MULTI-OBJECT SCATTERING SYSTEMS WITH ARBITRARY STRUCTURE

A general analysis approach to multi-object(M-object)scattering systems of ar-bitrary structure is presented.Through the system scattering equation(SSE),the M-objectproblems are first transformed into a series of single-object(S-object)problems and then arethey solved,one-object by one-object,to determine the unknown coefficients of SSE.Finally theSSE is solved to yield the global solutions of original M-object problems.As to the solution ofS-object problems concerned,we use the global numerical boundary condition(GNBC)basedfinite element method(FEM)for complex scatterers,or the moment method(MM)for conduct-ing scatterers.For clarity we will confine ourself in two-dimensional(2-D)cases,and show somecalculation examples of M-object scattering systems for demonstration.