使用宏基函數的積分方程方法在電磁散射特性分析中的應用.pdf

1、近半個世紀以來，憑借著飛速發(fā)展的計算機技術，計算電磁學這門學科也日新月異。計算機技術的飛躍使得開發(fā)更高效更完善的電磁散射特性分析方法成為可能。而基于矩量法的積分方程類方法也已被廣泛應用于電磁散射特性的分析中。但是該方法存在相當大的局限性，即隨著目標尺寸的增大，消耗的計算內存與時間也急劇增加，因此并不適用于電大尺寸目標物的分析。 為了解決上述問題，許多基于矩量法的改進方法被開發(fā)出來。其中的一大類通過區(qū)分近遠場來減小內存需求和計算量

2、，而另一大類則通過對矩陣方程進行分解和降階來減少未知量。前者以自適應積分方法、快速多極子方法以及多層快速多極子方法為典型代表，而后者則包括高階矢量基函數與宏基函數類方法，本文主要將以宏基函數法中的特征基函數法以及子全域基函數方法為例重點研究。 本文的第一章主要對計算電磁學的歷史背景及研究現(xiàn)狀進行概括分析。 第二章主要介紹了矩量法以及快速多極子算法的基本原理及應用范圍，并闡述了各自的優(yōu)缺點。 第三章詳細研究了特征函

3、數方法。該方法的主要思想是使用偶極子近似基函數的矩量，規(guī)避了格林函數中的二重高斯積分計算，加速了矩陣填充。但是傳統(tǒng)方法僅基于電場積分方程，本章將其進一步完善，推導出了應用于混合場積分方程的阻抗矩陣元素等效公式，使阻抗矩陣的性態(tài)得到了較大改善，加速了閉合結構電磁散射截面的迭代求解。 第四章首先介紹了基于區(qū)域分解思想來減小矩陣方程規(guī)模的特征基函數法，然后將物理光學方法引入不依賴平面波入射角度的特征基函數方法中，成功構造了不依賴平面波