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。     

金属介质混合目标电磁特性的快速分析

将自适应积分算法与基于体面混合积分方程的矩量法相结合快速分析任意结构金属/介质混合目标的电磁散射和辐射特性.通过将传统矩量法的阻抗矩阵分为两部分且采用不同的方法进行处理计算,提高了矩量法的计算速度并大幅度缩减了需要的计算机内存占用量.最后,分别用传统的矩量法与结合自适应积分快速算法的矩量法计算了三个典型例子,通过比较充分说明了文中方法的有效性.     

介质体电磁散射分析中的等效偶极矩法

在介质体电磁散射分析中,提出了一种基于等效偶极矩法的快速矩阵生成技术。该方法以矩量法和RWG基函数为基础,将源点处的电(磁)流等效为电(磁)偶极子,因而阻抗矩阵元素可以认为是源点电(磁)偶极子所产生的近区场与场点电流基函数之间的相互作用。这样等效偶极矩法避免了格林函数二重积分,使得阻抗矩阵元素的生成速度明显提高。数值结果表明该方法有较高的计算效率和精度。     

介质目标电磁散射特性的多层特征基函数法分析

特征基函数法是近几年提出的一种基于分块和高阶基函数概念求解电磁散射问题的快速算法.为了更有效地分析电大尺寸多目标的电磁散射问题,将基于Foldy-Lax多径散射方程的特征基函数法扩展为多层特征基函数法,通过对子域进行多层划分来控制生成矩阵维数的大小和计算精度.应用多层特征基函数法计算了介质目标的远区散射场,数值结果与传统特征基函数法的计算结果吻合良好,且计算效率明显提高.     

电磁散射数值分析中的特征基函数方法

研究了电磁散射分析中一种新颖的矩阵降阶技术--特征基函数(CBF)方法,并从理论和应用两方面对其进行讨论.基于模型分块以及高层级基函数的概念,首先构造散射体子块上的特征基函数,包括反映初始激励响应的一次基函数(PCBF)和反映不同子块之间互作用的高次基函数,来构成全局的矩阵方程.所得到的矩阵尺度仅与子块数量M有关,故极大的降低了传统矩量法中阻抗矩阵的尺度.由于基函数的构建充分考虑了子块间的相互耦合,因而得到的特征基函数较能真实地描述实际电流分布规律;通过求解全局方程确定M2待求量,即可得到较为精确的数值结果.     

电磁散射计算中的内谐振问题及其消除

本文讨论了电磁散射计算中出现的内谐振问题,介绍了消除内谐振的方法,并指出每种方法的优缺点及适用范围。     

位积分方程组矩量法用于精确计算非均匀介质柱的电磁散射

位积分方程组的主要特点是以电磁位为未知函数,这些未知函数在具有不同电磁参数的介质分界面处是连续的,因而在矩量法的实现过程中能够非常方便地应用高阶插值基函数来展开未知函数,以便获得高精度的解。但是,经典的点匹配方案使该模型的数值稳定性较差。本文用位积分方程组矩量法模型计算任意截面非均匀介质柱的电磁散射,采用三角形离散方案和高阶插值基函数,在测试过程中应用新提出的测试方法,克服了原位方程组矩量法模型的数值不稳定性。对矩量法矩阵中自阻抗元素的奇异性处理方法也作了详细介绍。文中提供的数值结果表明,该方法是精确、稳定的。     

介质散射的双线性高阶叠层基函数矩量法分析

提出了一种基于双线性思想的高阶基函数降低矩量法分析介质目标电磁散射问题时的未知量.论文给出了双线性高阶叠层基函数的构造过程, 并将其应用于介质的面积分方程分析中.数值算例比较了不同阶数时所需未知量以及计算精度, 表明该高阶叠层基函数在满足相同积分方程的计算精度时能比低阶基函数节省未知量.     

用小波变换快速求解三维电磁散射问题

在三维电磁散射问题中,用小波变换对由Ｒａｏ面片生成的阻抗矩阵进行稀疏化和求逆,比较了两种小波变换对阻抗矩阵的稀疏效果,由此指出了三维散射问题与二维散射问题中小波变换选取有所不同。通过分析和算例,表明小波变换可以有效减少阻抗矩阵的求逆时间,这对于计算电大尺寸散射体的ＲＣＳ是很有益的。     

基于阻抗边界条件建模的涂敷目标电磁散射分析

针对飞行器上常用的涂敷吸波材料结构开展电磁散射数值建模和散射特性分析。利用涂敷结构表面电磁场的阻抗边界条件,建立表面电流和表面磁流的新型积分方程形式,并利用快速算法进行求解。数值结果表明:该型积分方程在不增加额外计算量和存储量的条件下,显著改善了迭代求解收敛性,为复杂涂敷结构的电磁散射分析提供了快速、可靠的技术途径。     

分层粗糙面电磁散射的矩量法研究

本文主要采用矩量法(method of moment MOM)研究了分层粗糙面的电磁散射特性,首先给出了该散射问题的积分方程和矩阵方程,然后通过与时域有限差分(finite difference time domain FDTD)计算结果的对比说明了本文所提算法的有效性,最后讨论了分层粗糙面的均方根高度、相关长度以及两层粗糙面之间的距离对双站散射系数的影响。     

用时域积分方程法计算介质目标的电磁散射

本文应用时域积分方程法计算介质目标的散射场，并以球体和带球帽的圆柱体为例给出了沿轴向入射平面波的电磁散射结果，与实际测试结果非常一致，值得指出的是，虽然本文给出的介质目标具有平面对称性，但该方法适用于任意形状的目标。     

含复杂细节结构的金属目标电磁散射ACE-MLFMA 分析

多层快速多极子算法(MLFMA)在计算含复杂细节结构目标的散射问题时,求解效率会迅速下降。本文介绍了快 速笛卡尔展开(ACE)算法及其与MLFMA 的结合,使得原先MLFMA 的最细层能够再局部细分,加速了阻抗矩阵的填充 和迭代求解。本文将该混合算法应用于求解含复杂细节结构目标的电磁散射问题,包括具有尖端的杏仁核和由复杂带线 结构构成的频率选择表面,计算实例验证了该方法求解效率的提高和内存开销的减少,以及算法的可靠性和高效性。     

粗糙表面电磁散射系数数字方法分析与比较

回顾了随机粗糙表面电磁散射特性计算方法的特点,分析对比了各类积分方程法和微分方程法的核心算法,着重讨论了矩阵分裂算法的计算效率,以及时域有限差分法求解色散粗糙面宽带散射特性的有关问题,指出了粗糙表面散射系数的计算和选择方法。     

用场量迭代法分析三维介质目标的电磁散射

本文用场量迭代方法对三维电场积分方程进行数值求解,得到了给定电磁波照射下介质体内的场分布,并由此求得介质体外的散射场.从本文给出的几个算例看出,得到的解能较快收敛,并且避免了矩阵求逆运算,具有运算简便与速度快等优点。本文给出的薄板形介质的计算结果与现有文献的实验结果和计算结果进行了比较.证实了本文方法的正确性。     

一维粗糙介质分形海面电磁散射的扩展边界条件法

在采用经典扩展边界条件法处理导体分形粗糙面散射的基础上,将此方法推广到了一维粗糙介质分形海面的电磁散射.通过与传统的基尔霍夫近似法计算结果进行比较,验证了本文所给的方法,分析了不同入射角,不同分维和空间波数时海面双站散射振幅角分布的特点.     

埋地三维复杂介质目标电磁散射特性分析

采用混合位积分方程（MPIE）和基于四面体元基函数的矩量法分析计算了埋地三维介质目标电磁散射问题,利用二级离散复镜像（DCIM）和广义函数束（GPOF）相结合的方法求解近场Sommerfeld积分,很好地解决了多层媒质中复杂目标电磁散射计算中的棘手问题,其方法简练、精确、高效,数值分析结果与有关文献吻合很好,证实了该方法的正确性和通用性。此外,该文还通过计算比较了不同观察点、不同目标埋地深度及介质参数的电磁散射特性。