MoM-PO混合方法在电磁散射问题中的应用

在分析电大尺寸物体的电磁散射特性过程中,高频近似方法和数值方法各有其优势和局限性,因此结合两者的优点来解决电大尺寸物体的电磁散射特性将是一条切实可行的途径。文章结合矩量法(MoM)和物理光学法(PO),提出了MoM-PO混合方法来求解电大尺寸物体的电磁散射问题,极大地提高了计算精度,改善了计算速度,为快速有效地解决电大尺寸物体的电磁散射问题提供了良好的途径。MoM-PO混合方法的数值计算结果与传统的MoM计算结果相一致。     

MoM-PO-MEC混合法及其在组合体散射中的应用

对于携带电小结构的电大目标的散射问题,单纯的矩量法(MoM)或单纯的物理光学法(PO)由于自身固有的缺点,都不能给出有效的结果.而矩量法与物理光学法的混合方法是解决此类问题的有效途径,本文在MoM-PO混合法的基础上,通过引入等效电磁流方法(MEC)来计算PO区域边缘的绕射贡献,提出了一种MoM-PO-MEC混合方法,并将其计算结果与多层快速多极子计算结果进行比较,最终证明了该混合方法的有效性.     

用MoM-UTD混合方法求解电大导体上天线间的隔离度

电大系统影响下的天线间的隔离度单纯由矩量法(MoM)很难解决,一致性几何绕射理论(UTD)虽是高频方法,但其精度不够．将MoM和UTD相结合,并结合互易定理,有效解决了电大物体的问题,计算了电大导体圆柱面影响下的线天线间的隔离度问题,给出了用单纯MoM难以得到的频率较高的扫频结果．     

导体平台上线天线问题的MoM-PO分析

采用高低频混合技术的混合矩量法-物理光学法(MoM-PO)分析导体平台上的线天线问题;天线与平台上不规则区域采用MoM分析,平台其他部分用PO方法计算。研究了MoM区的选择对计算精度和内存需求的影响,给出了一种考虑PO区域单元间互耦的迭代方法,以此改善PO近似带来的计算误差。分析了典型载体平台上线天线问题,研究了载体上天线的阻抗和辐射特性。数值计算结果和传统MoM结果有较好的吻合。该方法在工程应用中具有较高的实用性。     

分析电磁散射问题的MGFFT方法

采用多重网格法(MG)分析电大尺寸物体的电磁散射,这种MG方法与已有的几种多重矩量法有本质的不同,与其他多层方法相比,它是一种高效率的迭代方法。再利用积分方程的卷积特性引入FFT方法快速计算迭代过程中矩阵与矢量的乘积,从而构成MGFFT新算法,数值结果表明MGFFT方法具有很高的计算效率,适用于电大尺寸问题的分析。     

飞行器缝隙天线阵的频率响应与后向散射特性研究

提出利用矩量法和边缘等电磁流方法混合计算波导馈电的缝隙天线阵的频率呼应和后向散射特性,可用于习行器特殊部件后向散射特性分析中,矩量法用于波导缝隙的散射场及其耦合场的计算,边缘等效电磁流方法用于有限电大尺寸导体平板散射分析,将其叠加,得到了缝隙天线阵的后向散射截面,并对计算结果作出了分析,证实方法的可行性。     

多介质导体复合目标的快速电磁散射分析

研究了多个介质-导体组合结构目标的快速电磁散射分析方法。基于矩量法的混合场表面积分方程(JMCFIE)不仅能有效地对具有多区域连接结构的组合目标进行精确电磁建模,而且能够得到一个良好条件数的阻抗矩阵。采用多层快速多极子方法(MLFMA)降低内存需求和计算复杂度,并将多层快速多极子并行化,准确分析了复杂电大尺寸组合目标的电磁散射特性。     

多个散射体散射分析的RATMA法

介绍了一种新型的电磁散射算法-RATMMA法,并给出了详细推导,最后给出计算实例.推导和计算实例表明:此种算法是精确的和高效的,它在计算速度和存储量上明显优于传统矩量法,因而可用于计算电大尺寸物体,并可同时计算多个物体的电磁散射.     

计算开槽电大目标电磁散射的IOP—MOM混合法

由于常用的高频近似法和数值方法难于求解较复杂的目标的电磁散射问题,故提出一种将迭代物理光学法和矩量法相结合计算二维开槽电大目标电磁散射的混合方法。该方法根据等效原理将原问题进行分解,分别采用失代物理光学法和矩量法计算槽缝填充的电大目标散射场和槽缝散射,并应用广义网络原理处理口径耦合问题。数据结果表明这种方法是精确和高效的。     

计算开槽电大目标电磁散射的IPO-MOM混合法

由于常用的高频近似法和数值方法难于求解较复杂目标的电磁散射问题,故提出一种将迭代物理光学法（ＩＰＯ）和矩量法（ＭＯＭ）相结合计算二维开槽电大目标电磁散射的混合方法．该方法根据等效原理将原问题进行分解,分别采用迭代物理光学法和矩量法计算槽缝填充的电大目标散射场和槽缝散射,并应用广义网络原理处理口径耦合问题．数据结果表明这种方法是精确和高效的．     

基于GPU并行技术的超大型海面舰船电磁散射仿真

为了解决超电大尺寸海面舰船场景中电磁散射计算的瓶颈问题,研究基于多图像处理单元(Multi-GPU)并行加速技术的弹跳射线法(SBR)。借助统一设备计算架构(CUDA)提供的多线程服务(MPS),构建Multi-GPU并行加速框架,研究基于区域射线束划分GPU计算任务和实现方式;研究基于矩阵网格的任务分割技术,最大限度提高GPU全局内存利用率;针对不同运算单元间的差异所带来的计算不同步问题,设计基于动态负载均衡算法的调度系统,进而提高计算资源利用率。仿真结果表明,在双GPU硬件平台上,该方案与现有并行技术算法相比,在确保结果准确性的情况下加速比接近甚至超过200%。因此,该技术方案能够有效解决超电大海面舰船电磁散射问题。     

电大尺寸导体附近线天线的辐射方向图快速计算

采用电场积分方程，准确地计算了电大尺寸导体附近线天线的辐射方向图，利用快速多极子算法加速了数个迭代求解过程中的矩阵和矢量相乘。数值计算结果表明，这种结合预处理共轭梯度法、快速傅里叶变换以及后期迭代的快速多极子算法，其计算效率远远高于一般的矩量法，是一种非常有效的求解电大尺寸复杂电磁问题的方法。     

并行区域分解法分析千波长目标散射特性

为了在资源有限的条件下快速准确地分析电大尺寸目标的电磁散射特性,给出了一种并行非重叠非共形的基于积分方程的区域分解方法．在子区域内部以及子区域间耦合的计算采用并行多层快速多极子算法进行加速．针对多层快速多极子的八叉树结构,用改进的平面波自适应划分策略提高了并行效率．子区域间的耦合使用场迭代的方式计算,避免了存储互阻抗矩阵,进一步降低了内存需求．数值仿真实例表明,该方法可以高效地解决上千波长目标的散射问题．     

基于自适应多层复源波束的多目标散射分析方法

提出了一种分析多目标电磁散射问题的新方法。首先采用区域分解的方式进行空间划分,使得每个目标划分在一个子区中;随后在每个子区中使用基于矩量法（MoM）的多层复源波束方法（MLCSB）进行阻抗矩阵和电流表面矢量的相乘计算,在计算的同时获得子区表面电流的复源波束（CSB）展开;最后,为了利用复源波束的方向性,提出了一种自适应复源波束转移方式,用来进行不同尺寸的子区间直接耦合。数值算例验证了该方法的准确性和处理复杂多目标电磁散射问题的能力。     

面向高分辨SAR仿真的典型目标电磁散射快速计算方法

高分辨率SAR图像典型目标仿真对于目标特征提取及检测识别具有重要意义。本文以高分辨率SAR目标仿真需求出发,研究了具有工程可实现性的典型目标数值电磁计算的实现方法。文章以数值电磁计算的基本原理出发,研究了电大尺寸目标的多机多线程数值电磁计算快速实现方法,并以典型目标为例对方法的计算效率进行了分析,并结合SAR图像成像仿真过程对算法的在SAR图像中的成像结果进行了比较。结果表明本文提出的方法可以有效地用于高分辨率SAR典型目标成像特性的仿真。     

海面与其上方二维目标的复合电磁散射

提出了一种求解一维海面与其上方二维目标复合电磁散射场的混合方法,在矩量法的基础上利用迭代加速度算法求解单纯海面的表面Kirchhoff电流及电磁散射场,再应用矩量法(MOM)求解二维目标的表面电流及散射场．根据得到的表面电流及散射场,结合互易性定理求解了二维柱体同海面之间的二次耦合散射场．该混合方法仅在目标上应用MOM,所产生的矩阵维数远远小于用经典MOM计算该复合散射问题所产生的矩阵,减少了计算量．数值结果同经典MOM方法结果比较,验证了其准确性,并且计算时间仅为MOM法的12％左右．     

FMCW探地雷达目标逆向电磁散射的渐近算法

提出了一种用来计算调频连续波（ＦＭＣＷ）雷达目标逆向电磁散射场的实用渐近计算方法。在以圆柱形导体为埋藏目标模型的基础上，给出了周围介质特性、目标尺寸、埋藏深度、雷达信号频率以及电磁波的入射角度对目标逆向散射场影响的数值计算结果。     

任意吸波材料部分涂覆导体目标电磁散射的快速估计

从无限大衬底任意吸波材料表面等效电磁流出发，通过对电大尺寸任意形状多边形逼近，从理论上推导得到了部分涂覆导体目标电磁散射物理光学法的快速计算式，该表达式中全部是代数运算，无须积分。因此具有很高的计算效率，为快速估计电大尺寸部分涂覆导体目标的雷达散射截面打下了基础．     

TDPO及其并行算法在电磁散射中的应用

为分析电大尺寸金属目标瞬态电磁特性,首先由逆傅里叶变换导出时域物理光学表达式,并对内存估计作了详细讨论。在此基础上,实现了基于网络并行平台MPI的TDPO并行算法,以解决利用TDPO计算超电大尺寸目标时计算时间长和由于内存限制单个微机不能计算的问题。测试了PC集群系统中并行TDPO算法的并行加速比。数值结果表明,N个性能相同的微机并行计算所需时间约为单机的1/N,大大提高了计算效率。     

二维导体目标瞬态散射分析的混合快速算法

将时域积分方程法(TDIE)和时域物理光学法(TDPO)相结合,分析横电(TE)波入射情形下二维导体复合目标的瞬态散射特性.推导出了基于电场积分方程的显式时间步进方程.该方法将电大尺寸且表面结构平滑的目标用TDPO法求解,将电小尺寸且表面结构精细的目标用TDIE法求解.为考虑目标之间的耦合,对TDIE与TDPO进行混合迭代.数值算例中,计算了目标表面的电流响应.计算结果表明,与纯TDIE法相比,在精度相近的情况下,该混合法计算效率大大提高.