随机粗糙面上介质目标差场散射的快速计算方法

用粗糙面上方有目标和无目标时空间散射场的差值计算雷达散射截面, 称为差场雷达散射截面. 推导了 TE波入射时粗糙表面上介质目标表面的感应电流J _o和感应磁流 K_o、导体粗糙面上差值感应电流 J_sd的积分方程, 直接求解散射差场E_sd, 而无需对有无目标两种情况分别求解. 目标表面的积分方程中需要计算目标所在位置处单独由粗糙面贡献的散射场 E_s0, 它主要来自对准目标的镜面方向上的一小段粗糙面的贡献, 此时选取的小段粗糙面减小了计算量. 提出目标与粗糙面散射差场积分方程互耦迭代的求解方法. 由于理想导体粗糙面的强镜面散射特性, 在该迭代计算中的粗糙面的长度与观测散射角有关, 给出了它们之间的解析关系式, 此时选取的粗糙面长度远小于现有的方法, 特别适于低掠角问题. 结合 Monte Carlo 法, 迭代计算了 P-M谱(Pierson-Moskowitz)导体粗糙海面上方不同介质材料的圆柱和方柱目标的差场散射, 并与理想导体柱的散射进行比较. 讨论了介质目标上感应电流、感应磁流, 以及粗糙面上的差值感应电流的分布, 目标差场散射的峰值特征等.     

粗糙面及其上方任意形状截面导体目标的瞬态散射

利用时域积分方程研究了一维导体粗糙面及其上方任意形状截面二维导体目标的复合脉冲散射．在给出时域电场积分方程的基础上推导了显式及隐式MOT步进方程,计算了Gauss脉冲波照射下粗糙面加目标时中心点的电流及电场远场随时间的响应,并将计算结果与频域矩量法结合离散Fourier逆变换（MOM-IDFT）进行了对比,验证了所得方法的有效性．最后详细讨论了电流及电场远场时间响应随目标尺寸大小、距离粗糙面高度及入射角的变化情形．     

基于双正交小波变换的介质目标电磁散射特性研究

推导了一种求解介质目标的PMCHWT方程,并应用到非均匀介质目标的电磁散射问题中.为了加速矩阵方程的求解,引入了db97双正交小波变换对阻抗矩阵进行稀疏化处理;对均匀介质目标与非均匀介质目标的电磁散射特性进行了分析,将结果与普通的电场积分方程以及体积分方程的计算结果相比较;数值结果表明,PMCHWT方程相比于普通的电场积分方程具有抗内谐振的优点,双正交小波变换的使用大大加速了方程的求解速度.     

二维涂敷导体柱电磁散射特性的有限元分析

本文利用有限元一边界积分方程混合方法计算一个介质涂敷二维导体柱的电磁散射特性。文中利用有限元算法来计算柱体虚构边界内部场,用边界积分方程法计算虚构边界外部场,虚构边界上通过场的连续性耦合,得到一个内部场和边界场解的耦合方程组,从而计算出边界外部任何位置的散射场及雷达散射截面。所得结果与其它文献中的精确结果比较,吻合很好。     

AMCBFM分析微带天线阵列的电磁散射

用自适应修正特征基函数法(AMCBFM)分析微带天线的电磁散射特性.以矩量法和体面积分方程为基础,把微带天线介质部分用四面体网格剖分,对应于SWG基函数;微带天线导体部分用三角形网格剖分,对应于RWG基函数.分析了2×2微带天线阵列的单站RCS和7×7微带天线阵列的双站RCS.结果表明:AMCBFM能有效分析微带天线阵列的电磁散射特性,且具有大幅度降低阻抗矩阵大小、减少计算机内存需求等优点.     

有限元/边界元耦合法计算电磁轨道炮三维瞬态涡流场

针对电磁轨道炮电磁场计算中的无穷远边界问题,该文提出用时域有限元/边界元耦合算法进行电磁轨道炮的三维瞬态涡流场的数值模拟。涡流场的控制方程由矢量磁位和标量电位描述,用有限元法求解满足磁扩散方程的含有导轨与电枢的导体区域,用边界元法求解满足拉普拉斯方程的导体以外的区域。耦合边界直接划分在导体表面,不需对边界作特殊处理。该方法消除了对导体周围的空气区域的网格剖分,缩小了计算规模,是一种处理电磁轨道炮电磁场问题的有效方法。     

基于组合场积分方程的表面离散化边界方程法

表面离散化边界方程法是最近被提出的分析电磁散射问题的数值方法,论文基于组合场积分方程的表面离散边界方程法,分析了二维导体的电磁散射问题.数值计算结果表明:对于TM波,基于组合场积分方程的表面离散化方程与基于电场积分方程的表面离散边界方程法的精度和收敛速度相当,然而对于TE波,前者则具有更高精度和更快的收敛速度.     

应用梅利逼近分析目标宽带电磁散射特性

将最佳一致逼近理论引入到电磁散射宽带计算中,通过对给定频带内的切比雪夫节点和节点处目标表面电流的求解,获得了关于电流的最佳一致多项式逼近,并转化为有理逼近以提高计算精度.结合组合场积分方程,对任意形状三维导体目标的宽带电磁散射特性进行了分析,并与渐近波形估计进行了比较,结果表明:在不占用更多内存的前提下,所提方法大大提高了计算效率.     

基于离散小波变换的AWE技术及其应用

提出一种将离散小波变换和渐近波形估计技术应用到矩量法中求解组合场积分方程的方法,再结合共轭梯度法和广义最小余量法,对平面波照射下任意形状二维电大导体目标的电磁散射特性进行分析,可实现目标宽带雷达散射截面的快速计算.组合场积分方程的使用消除了内谐振问题.将计算结果与传统矩量法进行比较,结果表明,基于离散小波变换的AWE（asymptotic waveform evaluation）技术在提高计算效率和节约存储空间方面具有明显优势.     

导体电磁散射特性无网格方法研究

传统数值方法的展开依赖于基函数网格生成,当离散网格不满足其构成条件时,算法的计算精度和效率会降低。针对这一问题,该文提出了不受离散网格质量限制的无网格方法。该方法采用无规律、自由生成的任意网格,基于点离散基础对目标的电磁特性进行数值分析。给出了无网格法在求解导体表面电磁散射时的矩阵求解过程,包括方程离散过程、矩阵元素计算过程及求解表面电场积分方程时对奇异积分的处理过程。几种典型算例的分析结果表明,无网格方法结合该文预条件提高了近相互作用的准确性。     

介质覆盖曲表面上的行波效应

文中运用积分方程法，并结合矩量法，研究涂覆质量时涂覆介质对细长光滑理想导电同表面上行波散射的抑制作用，并得到涂覆介质电磁参数及涂覆厚度变化时对行波散射抑制效果的变化规律。     

适用于特定介质电磁散射的单等效流积分方程

为解决介质电磁散射问题中传统的单等效流积分方程中计算复杂度高的问题,提出了一种新的单等效流积分方程.通过计算若干介质体的雷达散射截面,发现对于高介电常数的介质体,该方程能在保证一定计算精度的同时,显著降低数值积分的奇异性和计算总量.最后简单分析了该方程成立的原因.     

AWE技术在三维介质目标宽带电磁散射特性中的应用

本文主要研究应用渐近波形估计(AWE)技术分析三维介质目标的电磁散射特性,首先应用AWE技术在介质目标中心频点求解一次积分方程,通过求解可得中心频点的电流系数;给定频段内未知电流系数则是利用外推得到,进而求得介质目标的宽频带电磁特性.文章对典型的三维介质目标:介质圆柱、介质立方体的雷达散射截面进行了计算.从计算结果上看,渐近波形估计技术和矩量法吻合得较好,但AWE技术的效率远远高于矩量法,证明了渐近波形估计技术是分析三维介质目标电磁散射特性的有效方法.文章研究的创新之处在于从计算结果、计算频率点数、CPU时间等方面证实了AWE技术的优势.     

高阶FDTD方法在三维散射问题中的应用

从麦氏方程出发,详细推导了三维情形下散射问题中高阶FDTD方法的迭代公式,并实现了该方法对应的高阶PML吸收边界条件;在此基础上,对传统近远场外推公式进行了改进,将三次递归多项式理论与传统外推方法结合,提出了高阶外推方法,并将所作的改进对三维导体和介质目标的电磁散射特性进行了数值验证.     

一种矩量法精度分析验证方法研究

提出一种针对任意形状目标散射矩量法计算的精度验证方法.根据等效原理,建立介质目标积分方程.令介质分界面两侧的介质参数相同,推导出入射等效源在介质体外产生的场为0.利用这种性质,对任意形状目标散射问题矩量法计算精度进行验证.对球和正8面体等算例进行的数值实验,验证了不同奇异点处理方法下介质目标积分方程的精度.数值实验证明了转移法和坐标变换法的精度优于提取法.结果同时表明所提出验证方法的有效性和通用性.      

广义电磁热弹二维问题的正则模态法

应用带有两个热松弛时间的G-L广义热弹性理论,研究-理想导体的半无限大电磁介质的电磁热弹耦合的二维问题．给出介质中的Maxwell方程组,建立了电磁热弹祸合的控制方程,通过正则模态法得到温度、位移、应力等物理量的解,并用图形反映了各物理量的分布,由此可以看出,热在介质中是以有限速度传播．     

快速求解导体电磁散射问题的插值退化核方法

退化核函数将积分方程的核函数展开为场源点分离的函数积,可以用于构造积分方程的快速求解算法,项数少、精度高的退化核函数是快速算法的关键.文中针对导体电磁散射问题,研究由两种插值技术构造的退化核,推导了由拉格朗日（Lagrange）多项式和指数型高斯径向基函数构造的退化核,并比较了它们的精度和效率.此外,引入一种新的近表面插值点网格来减少退化核的项数.最后,结合H矩阵框架实现了导体电磁散射问题的快速求解,数值例算验证了插值退化核的有效性,近表面网格的采用可以显著提高算法的计算效率,相比均匀网格,计算时间减少将近45％.     

基于矩量法的三维导体目标散射问题的研究

将CAD(computer aided design)建模与矩量法相结合并应用于三维导体目标散射问题的研究.在CAD建模的基础上,得到了符合电磁计算要求的几何数据,并以此为基础计算得到表面电流,散射场等电磁参数.分析了非奇异积分的数值解及奇异积分的解析解,指出了奇异积分出现的具体条件,给出了几种典型三维导体结构的雷达反射截面(radar cross section,RCS),平面天线输入阻抗与经典理论计算进行了比较.仿真结果表明,CAD建模与矩量法相结合的算法对于计算三维导体散射场,RCS等相关电磁特性具有广泛的适用性及准确性.     

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。     

用矩量法分析任意形状导体的静电特性

本文介绍用矩量法求解任意形状导体的各种静电问题。所用的方法是把问题的积分方程化为矩阵方程,导体表面用三角形子区域划分法,从而编出计算程序。最后获得各种静电问题的数值解。