电磁计算十大问题

本专栏文章旨在从雷达、隐身、精确制导、舰船、汽车等几大系统研制角度,提炼出十大电磁计算问题,并略述每个问题的研究进展,以及未来目标,为思考电磁计算未来发展方向抛砖引玉.     

Spatially dispersive model of wire medium for scattering

The electromagnetic properties of wire medium are studied by analyzing its transmission coefficient, and a homogeneous uniaxial effective permittivity tensor with one spatially dispersive component is obtained. In order to evaluate the validity of the equivalent model for scattering problems, the bistatic and monostatic radar cross sections (RCS) of a block of wire medium are investigated with the finite-difference time-domain (FDTD) method. The difference of RCS from the physical wire medium and the corresponding equivalent model has been compared and analyzed under various parameters of wire medium, which clearly demonstrates the accuracy of the equivalent model of wire medium.     

“电磁计算”专题前言

工业软件已成为一个国家工业长期积累的工业知识与诀窍的结晶.电磁计算是电子工业软件的核心基础之一.过去二十年,国内电磁计算研究取得了不错的成绩,与国际同行相比丝毫不逊色;但是,国内电子工业软件与国外相比则相距甚远,这是一个巨大的问题,尤其是在中美对抗加强的前提下,国内这种电磁计算与电子工业软件脱节的局面将会逐渐使中国失去电子行业的竞争力.正是在这一背景下,《电波科学学报》策划了“电磁计算”专刊.     

高性能Beowulf集群的SAR并行成像的处理

介绍了Beowulf集群技术在合成孔径雷达成像领域的应用。基于Beowulf性能的提高并联合应用MPI-2标准下的新特征，实现了SAR并行成像处理。最后由并行成像程序的运行测试结果可以看出，SAR成像处理在该Beowulf集群上获得了较高的并行性能。     

一种系统构造三角形杂交边缘元空间的新方法

近年来发展起来的杂交边缘元是一种消除伪解的有效方法。本文提出了一种能系统构造三角形杂交边缘元空间的方法。作为例子具体给出了一次和二次杂交边缘元插值函数的显形表达式，并且用它们分别计算了空波导，条形介质波导和有耗块状介质填充波导的传播常数。计算表明这种方法不仅能消除伪解，而且具有较高的计算效率，两种杂交边缘元计算结果的比较表明高次杂交边缘元的计算精度和收敛速率较低次元有明显的改进。     

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.     

电大不均匀腔体的并行高阶合元极分析

针对电大深腔目标散射问题的高阶合元极算法的瓶颈[1],提出并实现了一种并行方案。通过计算各种复杂电大深腔散射问题,其中包括带有发动机且涂层的飞机进气道模型,含有不均匀段结构的腔体,以及口径电尺度为15λ×15λ、深度达100λ的电大深腔,充分展示了并行高阶合元极算法的计算能力。数值实验证实了此并行方案具有较高的并行效率。     

周期性结构的边缘元分析

本文用边缘元、模匹配以及多模网络相结合的方法分析周期性结构。计算了ＮＲＤ波导周期结构和介质镜象线周期结合两个具体实例。数值结果表明这种方法用于分析周期性结构不仅是有效的，而且上仍很高的计算精度和效率。     

距离向多孔径超宽测绘带成像体制中各项误差分析

理论上已经证实可实现超宽测绘带的距离向多孔径成像方法在增加测绘带宽的同时又可获得较高的分辨率。为了正确地评定距离向多孔径成像方法的实用性,该文给出了体制中各项误差的定量分析,并对一些误差给出了相应的算法上的修正。     

有耗介质导波结构的高次杂交四边形边缘元分析

本文提出了一种高次杂交四边形边缘元方法。讨论了这种高次杂交边缘元的有限元空间构造，给出了其形函数的显形表达式。这种方法不仅消除了伪解而且能直接求解传播常数，从而无需迭代便能分析有耗介质导波结构的传输特性。对矩形导和条形介质填充波导本征模传播常数的计算表明这种高次杂交边缘元的计算精度比低次杂交边缘元要高出一个量级。