中低頻的電場積分方程矩量法研究.pdf

1、隨著近代科學(xué)技術(shù)的發(fā)展，復(fù)雜目標(biāo)電磁特性的計(jì)算和分析受到了更加廣泛的關(guān)注。六十年代開始，計(jì)算機(jī)和電磁場計(jì)算理論的發(fā)展使得復(fù)雜電磁問題的求解成為可能，計(jì)算電磁學(xué)領(lǐng)域產(chǎn)生了諸如有限差分法、有限元法、矩量法等算法，使電磁問題的分析研究取得了許多重要成果。其中，積分方程的矩量法(Method of Moments)被認(rèn)為是電磁輻射、散射全波仿真的有效算法之一。
　　當(dāng)目標(biāo)結(jié)構(gòu)的特征尺寸或網(wǎng)格剖分尺寸遠(yuǎn)小于工作波長時(shí)，傳統(tǒng)電場積分方程會出現(xiàn)

2、“低頻崩潰”（Low-frequency Breakdown）的現(xiàn)象，其根本原因是:當(dāng)頻率很低時(shí)，積分方程中矢量位太小而被標(biāo)量位所“吞沒”，因此阻抗矩陣趨于奇異，難以精確求解。以電場積分方程的混合勢為例，當(dāng)ω→0時(shí)，｜jω(A)|＜＜｜▽Φ｜，由于計(jì)算機(jī)的有限字長以及在程序中使用的混合精度計(jì)算，當(dāng)頻率極低時(shí)，矢量磁位(A)的信息便會丟失，而余下的標(biāo)量位不足以較精確地計(jì)算得到電流分布。盡管通過提高計(jì)算機(jī)精度可以改善此類問題，但是要從根本上

3、解決，就需要新的方法。
　　目前，解決低頻問題方法有:電流電荷積分方程(Current and Charge Integral Equation，CCIE)、增量型電場積分方程(Augment-Electric Field Integral Equation，A-EFIE)、Looptree和Loop-star分解以及多分辨率方法等。其中，增量型電場積分方程是解決低頻問題的一種有效手段，它引入電流電荷連續(xù)性條件，將電流和電荷分離，

4、可將標(biāo)量位和矢量位分別通過電流和電荷基函數(shù)展開來求解。
　　本文的主要工作如下:為解決電場積分方程矩量法中的低頻問題，將金字塔基函數(shù)、Pulse基函數(shù)、RWG基函數(shù)及BC基函數(shù)等應(yīng)用于自由空間散射問題及分層媒質(zhì)電路輻射問題的增量型電場積分方程中，獲得了中低頻段幾種有效和穩(wěn)定的離散形式;采用了三角形-三角形循環(huán)法和基于切比雪夫多項(xiàng)式的矩量法矩陣掃頻插值算法，顯著提高了矩陣元素的計(jì)算速度和效率;研究了分層媒質(zhì)并矢Green函數(shù)法向?qū)Ш?/p>