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

1、現(xiàn)代信息化戰(zhàn)爭(zhēng)中高精度兵器系統(tǒng)的需求日漸增高，而基于射頻信號(hào)的仿真控制系統(tǒng)是最主要的測(cè)試方案之一。它依賴(lài)于目標(biāo)回波信號(hào)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(chǎng)外實(shí)驗(yàn)次數(shù)，提高測(cè)試成功率，節(jié)約設(shè)計(jì)開(kāi)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(dòng)的目標(biāo)的回波信號(hào)，半實(shí)物仿真系統(tǒng)一般采用三元組作為一個(gè)測(cè)試組，通過(guò)不斷改變?nèi)M陣元的幅度相位參量來(lái)實(shí)現(xiàn)。由于測(cè)試系統(tǒng)天線口面的面積不能忽略，會(huì)產(chǎn)生近場(chǎng)效應(yīng)偏差，簡(jiǎn)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(chǎng)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(chǎng)效應(yīng)修正的高速高效優(yōu)化算法，并開(kāi)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(tái)，與實(shí)驗(yàn)測(cè)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(chǎng)效應(yīng)修正的必要性。從近場(chǎng)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(chǎng)效應(yīng)修正方法，并對(duì)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(jì)算結(jié)果并與測(cè)試數(shù)據(jù)進(jìn)行對(duì)比，發(fā)現(xiàn)三元組外點(diǎn)定位偏差較大，通過(guò)大量的計(jì)算和對(duì)計(jì)算數(shù)據(jù)匯總，對(duì)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(jì)算結(jié)果與測(cè)試情況對(duì)比非常吻合?；谠撍惴ㄓ?jì)算了三元組不同定位點(diǎn)下多元參數(shù)數(shù)值變化對(duì)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