多層快速多極子加速條件及應(yīng)用研究.pdf

1、隨著電子信息技術(shù)的不斷發(fā)展，對(duì)于如何更加精確高效的分析電大尺寸復(fù)雜目標(biāo)的散射特性提出了更高的要求，而這也是計(jì)算電磁學(xué)領(lǐng)域長久以來的熱點(diǎn)難點(diǎn)之一。
　　本文的研究內(nèi)容以矩量法(MOM)為理論基礎(chǔ)，因?yàn)榫亓糠ㄇ蠼饩雀?，不受散射體幾何形狀限制，所以已經(jīng)被廣泛應(yīng)用于電磁散射問題的分析之中。但是，矩量法在求解電大尺寸問題時(shí)需要相當(dāng)多的時(shí)間和內(nèi)存。對(duì)于由積分類方程得出的大型稠密的線性系統(tǒng)，矩量法無法快速的求解。也就是說，在現(xiàn)有條件下，矩量法

2、無法完成對(duì)電大目標(biāo)散射的計(jì)算。隨后出現(xiàn)的在矩量法基礎(chǔ)上的快速多極子法(FMM)和多層快速多極子方法大大降低了電磁散射問題中的計(jì)算時(shí)間和內(nèi)存使用。
　　雖然多層快速多極子能夠加速矩陣矢量乘及計(jì)算速度，但它們卻不能減少迭代法求解中的迭代步數(shù)。因此，對(duì)于收斂性很差的復(fù)雜目標(biāo)的散射分析，預(yù)條件技術(shù)越來越多的被人們所采用。本文在多層快速多極子技術(shù)的基礎(chǔ)上實(shí)現(xiàn)了物理光學(xué)電流預(yù)條件技術(shù)和局部多層快速多極子法(LMLFMA)，可以有效地減少迭代步

3、數(shù)，加速矩陣矢量乘，進(jìn)而減少求解運(yùn)算時(shí)間。為了進(jìn)一步提高迭代求解效率，本文首次將兩種方法結(jié)合起來，相比兩種方法單獨(dú)使用，該混合方法在綜合效率上更優(yōu)越。
　　最后本文將多層快速多極子技術(shù)應(yīng)用在Vlasov輻射器的求解中。在保持精度的前提下改進(jìn)了計(jì)算Vlasov輻射器近場(chǎng)分布的計(jì)算效率。將EFIE應(yīng)用于Vlasov輻射器近場(chǎng)計(jì)算，并用多層快速多極子法對(duì)其加速。同時(shí)利用Vlasov輻射器軸對(duì)稱的特點(diǎn)，應(yīng)用Lagrange插值對(duì)圓對(duì)稱模式