电磁散射分析中的时域阶数步进积分方程区域分解方法
电磁散射问题的研究是计算电磁学领域(CEM)中的一个重要课题，而如何高效精确分析电大金属散射体电磁散射特性一直是一个研究热点。基于积分方程的区域分解算法是一种分析电大目标电磁散射问题的有效方法，本文在基于等效原理的区域分解算法的基础上，结合旋转对称体(BOR)的旋转对称特性，实现了使用较少的计算资源，可精确分析宽带电大金属目标电磁散射特性。 本文研究的是基于时域阶数步进积分方程的区域分解方法(MOD-DDM)，主要有以下几个方面的内容: 首先，介绍了基于等效原理的区域分解算法的基本原理以及具体实现过程，然后分别介绍了本文研究的方法中所使用的时间基函数和空间基函数，时间基函数选择使用加权拉盖尔多项式(Laguerre Polynomials)，空间基函数要依据散射体形状来选取，对于旋转对称散射体，在空间上使用旋转对称基函数进行离散，而非旋转对称散射体则使用平面RWG基函数离散，最后给出了计算雷达散射截面(RCS)的方法。 其次，研究了多个不共轴旋转对称体(MBORs)的瞬态电磁散射特性问题。在每个子旋转对称体上建立局部坐标系和等效球面，通过等效原理可以将目标上的电流等效到等效面上，并且由局部坐标系和全局坐标系转换得到每个子旋转对称体在入射波照射下的散射电流，子区域之间的相互作用可以通过计算等效面之间的相互作用并且利用等效原理得到。该方法利用了目标结构上的重复性和旋转对称体的旋转对称特性，有效的提高了计算效率。同时将自适应交叉近似算法(ACA)引入本文方法，在确保准确的基础上进一步降低了内存消耗。 最后，研究了单个任意结构金属散射体瞬态电磁散射特性问题。将目标划分成若干待求子区域，在每个子区域外建立等效球面并且将等效面表面电磁流分别用RWG基函数和BOR基函数展开，通过等效原理把子区域上的待求量转移到等效面上进行求解，子区域之间的相互作用由两部分组成，一部分为邻近组之间的相互作用，使用矩量法进行求解，另外一部分为非邻近组之间的相互作用，利用等效原理求解，有效的节约了计算资源。最后将基于MPI的并行技术引入本文方法，给出了并行效率，论证本文方法的有效性。
计算电磁学;散射特性;区域分解;旋转对称体;时域阶数步进积分方程
南京理工大学
硕士
通信与信息系统
陈如山
2016
中文
O441
66
2016-11-11（万方平台首次上网日期，不代表论文的发表时间）