基于數(shù)值計算的多元近場效應(yīng)誤差控制修正方法研究.pdf

1、現(xiàn)代信息化戰(zhàn)爭中高精度兵器系統(tǒng)的需求日漸增高，而基于射頻信號的仿真控制系統(tǒng)是最主要的測試方案之一。它依賴于目標(biāo)回波信號模擬其特性以及作戰(zhàn)環(huán)境中的復(fù)雜電磁情況。為了減少場外實(shí)驗(yàn)次數(shù)，提高測試成功率，節(jié)約設(shè)計開發(fā)費(fèi)用，半實(shí)物仿真系統(tǒng)應(yīng)需而生。為了模擬高速運(yùn)動的目標(biāo)的回波信號，半實(shí)物仿真系統(tǒng)一般采用三元組作為一個測試組，通過不斷改變?nèi)M陣元的幅度相位參量來實(shí)現(xiàn)。由于測試系統(tǒng)天線口面的面積不能忽略，會產(chǎn)生近場效應(yīng)偏差，簡化模型的控制方程不再能

2、準(zhǔn)確復(fù)現(xiàn)目標(biāo)位置，近場效應(yīng)偏差的修正必不可少。本論文從基于全波數(shù)值算法的半實(shí)物仿真出發(fā)，研究近場效應(yīng)修正的高速高效優(yōu)化算法，并開發(fā)半實(shí)物系統(tǒng)的全波電磁仿真和誤差修正優(yōu)化算法為一體的軟件分析平臺，與實(shí)驗(yàn)測試結(jié)果相比較，檢驗(yàn)了該方案的可行性。
　　本文分析了半實(shí)物射頻系統(tǒng)的重要性及近場效應(yīng)修正的必要性。從近場效應(yīng)偏差產(chǎn)生的原因出發(fā)，結(jié)合文獻(xiàn)分析了已有的近場效應(yīng)修正方法，并對它們進(jìn)行研究比較，最終得出全波數(shù)值仿真與誤差修正相結(jié)合的修正方

3、案。優(yōu)化算法首先采用GA遺傳算法，全波仿真采用FDTD，分析了計算結(jié)果并與測試數(shù)據(jù)進(jìn)行對比，發(fā)現(xiàn)三元組外點(diǎn)定位偏差較大，通過大量的計算和對計算數(shù)據(jù)匯總，對比實(shí)驗(yàn)結(jié)果發(fā)現(xiàn)：由于 FDTD存在數(shù)值色散，累積誤差影響了相位精度，不適合半實(shí)物仿真系統(tǒng)。因此采用頻域的MOM算法。其計算結(jié)果與測試情況對比非常吻合。基于該算法計算了三元組不同定位點(diǎn)下多元參數(shù)數(shù)值變化對定位點(diǎn)的影響，總結(jié)了它們的變化規(guī)律。最后，依據(jù)分析結(jié)論，將優(yōu)化算法替換為內(nèi)德--米德