旋轉(zhuǎn)對稱體寬帶電磁散射的快速算法研究.pdf_第1頁
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文檔簡介

1、在計算電磁學領(lǐng)域,如何高效分析電大尺寸目標的電磁特性一直是人們研究的重要課題,而旋轉(zhuǎn)對稱體(BoR)由于其特殊的幾何外形,也一直都是研究的熱點。采用時域矩量法對旋轉(zhuǎn)對稱體目標分析時,可精確求解其全向的電磁散射特性。旋轉(zhuǎn)對稱體空問上的離散只需要在其母線上進行,一般采用三角基函數(shù),若采用高階基函數(shù),離散尺寸可以選取的較大,求解計算的未知量變少,在保證計算精度的同時效率就會提高。若只需求解旋轉(zhuǎn)對稱體目標的前向散射特性或電磁波的傳播特性時,拋物

2、線方程方法能夠以極少的計算資源完成對此類問題的求解。拋物線方程(PE)是波動方程的一種近似,與矩量法(MoM)等積分方法相比,拋物線方程方法求解得到的結(jié)果精度較低,但計算資源的消耗會很少,在分析旋轉(zhuǎn)對稱體時若結(jié)合其周圍的場分布特性簡化標準的三維拋物線方程,可大幅減少計算資源的消耗。
  本文研究的是旋轉(zhuǎn)對稱體寬帶電磁散射的快速算法,分別為基于階數(shù)步進的時域積分方程方法以及拋物線方程方法。文章首先介紹了旋轉(zhuǎn)對稱體結(jié)構(gòu)的特殊性及基于階

3、數(shù)步進的時域積分方法的理論基礎(chǔ),考慮到旋轉(zhuǎn)對稱體目標在空間上剖分是對線型結(jié)構(gòu)剖分,引入了一階、二階、三階曲線基函數(shù),詳細推導了基于這三類基函數(shù)的旋轉(zhuǎn)對稱導體時域積分方程和旋轉(zhuǎn)對稱介質(zhì)體時域積分方程,實現(xiàn)對旋轉(zhuǎn)對稱導體及介質(zhì)體電磁特性的快速分析。同時,在本文方法中加入自適應交叉近似(ACA)方法,進一步降低了計算機資源的消耗。最后介紹了旋轉(zhuǎn)對稱導體的拋物線方程方法,拋物線方程方法的求解是利用迭代推進的方法,根據(jù)旋轉(zhuǎn)對稱體周圍場可展開成傅里

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