電磁場中的電大尺寸輻射和散射問題研究.pdf

1、本文以電大尺寸問題為研究對象，通過并行計算技術(shù)和多層快速多極子方法，分別對自由空間和分層介質(zhì)空間中的電大尺寸問題進行了研究。
　　 在矩量法的基礎(chǔ)上，本文首先給出了利用并行計算技術(shù)的多節(jié)點并行矩量法實現(xiàn)過程，初步分析了具有較大規(guī)模的電大尺寸問題。繼而采用多層快速多極子方法，進一步提高了電大尺寸問題的分析能力。針對自由空間中的電大尺寸結(jié)構(gòu)的散射和輻射問題，給出了面/面連接模型、連接節(jié)點處理方法。對于散射問題，該模型在模擬帶有薄板的

2、組合體目標時，用無限薄的理想平板來近似有厚度的平板，能夠大幅度減少未知數(shù)，有效地減小對計算機內(nèi)存的需求。對于探針饋電的天線問題，采用細的帶狀結(jié)構(gòu)來模擬饋電的線結(jié)構(gòu)。這種面/面連接模型可以采用統(tǒng)一的基函數(shù)，不必在連接節(jié)點處引入特殊的節(jié)點基函數(shù)，因此更適用于多層快速多極子分析方法。為了提高多層快速多極子方法分析輻射問題的求解速度，本文提出了一種預修正的迭代求解方法。該方法在激勵點附近的局部區(qū)域生成一個小的阻抗矩陣，以該阻抗矩陣求解出一個近似

3、反映激勵點附近區(qū)域特性的局部表面電流。待求電流與該局部電流之差與待求電流本身相比更加接近于初始零向量，因此將差值作為迭代過程中的未知向量進行求解，只需要較少的迭代步數(shù)即可達到預先的收斂目標。
　　 對于分層介質(zhì)中的問題，本文推導了位于分層介質(zhì)中的電偶極子和磁偶極子的矢量位和標量位格林函數(shù)，并采用二級離散復鏡像方法計算了格林函數(shù)，得到了簡潔閉式。將格林函數(shù)應用于矩量法中，首先分析了平面微帶電路，提取出電路的網(wǎng)絡(luò)參數(shù)。結(jié)合網(wǎng)絡(luò)分析方

4、法對帶有垂直接地結(jié)構(gòu)的微帶電路進行全波分析。將垂直接地結(jié)構(gòu)用邊端口代替，將原電路等效成只有平面結(jié)構(gòu)的廣義多端口模型。在分析平面微帶電路的基礎(chǔ)上，分析了封裝微帶結(jié)構(gòu)特性，利用鏡像原理通過修正阻抗矩陣來移除封裝的邊壁效應。將并行矩量法引入分層介質(zhì)中，求解的大規(guī)模的微帶貼片天線陣。作為一種分層介質(zhì)的特例，本文分析了半空間中的粗糙海面上金屬目標的雷達散射特性。將海水視為下半空間媒質(zhì)，采用Monte Carlo方法生產(chǎn)的粗糙海面視為位于上半空間中