Fast computation of wideband RCS using characteristic basis function method and asymptotic waveform evaluation technique

The Asymptotic Waveform Evaluation (AWE) technique is an extrapolation method that provides a reduced-order model of linear system and has already been successfully used to analyze wideband electromagnetic scattering problems. As the number of unknowns increases, the size of Method Of Moments (MOM) impedance matrix grows very rapidly, so it is a prohibitive task for the computation of wideband Radar Cross Section (RCS) from electrically large object or multi-objects using the traditional AWE technique that needs to solve directly matrix inversion. In this paper, an AWE technique based on the Characteristic Basis Function (CBF) method, which can reduce the matrix size to a manageable size for direct matrix inversion, is proposed to analyze electromagnetic scattering from multi-objects over a given frequency band. Numerical examples are presented to illustrate the computational accuracy and efficiency of the proposed method.     

静电问题中的尺寸维渐近波形估计

渐近波形估计(AWE)方法是数值计算中一种非常有效的外推方法.这种方法已经获得广泛的应用.但用尺寸作变量时,AWE方法会遇到尺寸求导的问题.该文采用固定网格数,引入尺寸伸缩系数的方法,把AWE方法推广到了尺寸维.微带贴片静电电容的计算实例表明该方法是可行的.     

预处理结合AWE技术求解导体目标RCS

采用渐近波形估计技术(AWE)和预处理技术求解导体目标的宽带雷达散射截面(RCS)。应用矩量法求解导体目标的电场积分方程,通过构造预条件算子,使由矩量法得到的阻抗矩阵稀疏化,从而计算导体表面电流时变得简便,再结合渐近波形估计(AWE)技术计算导体目标的宽带雷达散射截面(RCS)。实例结果表明,该方法在计算电大导体目标时具有较高的计算效率和很好的精度。     

大气超高光谱探测仪临边辐射计算的误差分析——四种大气成分的不确定性实验

利用RFM 模式, 模拟计算了大气红外超高光谱探测仪探测的辐射传输中四种主要大气成分( CO₂、O₃、H₂O 和 N₂O ) 由于吸收线位置、强度和宽度的不确定性导致临边辐射计算的误差。在统计HITRAN2016 数据库中分子吸 收线不确定代码的基础上, 确定辐射传输计算使用不确定代码不小于3 的不确定值。不同分子吸收线的不确定性对 不同高度临边辐射影响不同, 起主导作用的不确定因子也不同。同时还模拟计算了大气红外超高光谱探测仪4 个探 测波段综合多种分子的3 个不确定因子(位移、强度、宽度) 导致的临边辐射误差, 为光谱通道选择和大气参数反演 提供了数据基础。     

MOM/Lanczos-AWE算法快速求解良导体柱的RCS宽带与宽角响应

考虑导体柱的电磁散射 ,由于一般实际导体为良导体 ,若利用表面阻抗的边界条件 ,则良导体柱的电场积分方程 (EFIE)为第二类Fredholm积分方程 ;将矩量法 (MOM )应用到该积分方程时 ,该积分方程转化为第二类Fredholm矩阵方程。本文提出了一种求解第二类Fredholm矩阵方程的Lanczos AWE递归迭代快速算法 ,首先采用Lanczos技术快速求解在某一给定频率或角度时第二类Fredholm矩阵方程 ,得到在该频率或角度时良导体的表面电流分布 ;然后采用渐近波形估计 (AWE)技术求取所考虑的频段内任意频率或角度范围内任意角度时良导体的表面电流分布。根据表面电流分布预测了任意形状良导体柱的单站雷达散射截面 (RCS)的宽带与宽角响应。计算结果表明Lanczos AWE技术可大大加快MOM法的计算速度。     

渐近波形估计应用于地限大导体平面上凹槽散射场宽角度方向性函数的快速获取

本文基于渐近波形估计（AWE）技术和矩量法（MOM）快速预测无限大导体平面上任意形状凹槽的散射场方向性函数。用矩量法求解得到给定方向入射波照射下凹槽口径磁流,用AWE技术得到任意方向人射波照射下口径磁流,进而计算出散射场的方向性函数。计算结果表明AWE能逼近MOM计算结果,同时在计算速度上可提高几十倍。     

渐近波形估计技术用于介质柱宽角度RCS的计算

基于渐近波开估计（AWE）技术和矩量法（MOM）快速预测任意形状非均匀介质柱体的单站雷达散射截面RCS方向图,采用矩量法求解介质柱的电场积分方程,得到介质柱在某一给定方向入射波照射下的极化电流,然后利用AWE技术将任一角度入射波照射下的极化给定角度附近展开成Taylor级数,通过Pade逼近将Taylor级数转化为有理函数,由此可获得介质柱在任一角度入射波照射下的极化电流,进而计算出RCS方向图。计算结果表明AWE完全能逼近MOM精确计算的曲线,同时可加快计算速度。     

三维散射体宽角度RCS的快速算法

基于渐近波形估计（AWE）技术和区域分裂法（DDM）快速预测有限长三维柱体的单站RCS方向图。首先采用区域分裂法结合频域有限差分（FDFD－DDM）把柱体表面的等效电流和磁流在给定的某一角度展开成Taylor级数,然后通过Pade逼近将Taylor级数转化为有理函数,由此可获得柱体在任一角度入射波照射下的表面等效电流和磁波,进而计算出单站RCS方向图。计算结果表明采用AWE技术得到的结果和直接采用FDFD－DDM法得到的结果吻合较好,同时计算效率得到了很大的提高。     

渐近波形估计技术在涂敷导体柱宽角度RCS快速计算中的应用

采用渐近波形估计技术 (AWE)和矩量法相结合的方法 ,计算了TM波入射下表面涂敷有耗介质的导体柱的宽角度单站RCS ,本方法首先采用矩量法求解由电磁场等效原理得到的介质层表面等效电磁流耦合方程 ,得到柱体在某一给定方向入射波照射下的电流和磁流密度 ,然后采用渐近波形估计技术将任意角度入射波照射下的电流和磁流密度在给定的角度附近按Taylor级数展开 ,通过Pad埁逼近将Ｔａｙｌｏｒ级数转化为有理函数 ,由此可以得到涂敷导体柱在任意角度TM波入射下的电流和磁流密度 ,进而可以得到柱体的宽角度RCS。此方法得到的结果与由MOM计算的结果完全吻合 ,而AWE的计算效率却提高了一个数量级。