本文選題：矩量法 + 積分方程�。� 參考：《西安電子科技大學》2015年博士論文

【摘要】：近年來,隨著信息技術的迅速發(fā)展,現代戰(zhàn)爭已不再是傳統上的機械戰(zhàn)爭,而是多層次全方位的信息戰(zhàn)爭。雷達系統在武器戰(zhàn)略平臺中發(fā)揮著至關重要的作用。在現代雷達目標識別、探測與隱身技術當中,快速準確的獲取目標體的寬頻帶寬角域全方位信息已成為決定信息戰(zhàn)爭成敗的關鍵。因此,對目標體的寬帶電磁輻射和散射特性的研究不僅是一項學術研究課題,而且更具重大的實際工程意義。本文密切結合國家自然科學基金項目,主要研究了基于電場積分方程的電磁寬帶快速分析方法及其在載體平臺上線天線和低頻段寬帶電磁特性分析方面的應用。本文的主要工作可概括為以下幾個方面:1.詳細介紹了導體、線結構和導體-介質混合等目標的表面電場積分方程建立過程,并采用矩量法分析了金屬導體、線結構和均勻介質體的電磁輻射與散射特性。對導體采用傳統的基于三角面元的RWG基函數進行處理;對于細線結構,首先剖分為直線段,然后利用三角形基函數進行處理;對于導體-介質混合目標體散射問題則采用EFIE-PMCHWT方法來解決。2.對于電磁寬帶問題的分析,本文主要詳細介紹了基于Taylor級數展開的漸近波形估計技術(AWE)和基于Chebyshev多項式的最佳一致逼近技術。從理論公式推導和算法實施等方面都做了細致的推導。為了進一步降低計算機內存消耗,提高計算效率,引入自適應積分方法,并對該方法在電磁計算方面的應用做了詳細的介紹。3.提出了利用自適應積分方法加速計算線-面連接混合結構電磁特性的方法。對導體和細線結構分別進行離散化并采用不同基函數進行計算,而線面連接處使用特殊的連接域基函數來進行處理。與以往的面面模型相比,這種處理方式更能準確的表達出線面連接處電流變化。在使用自適應積分方法解決線面連接問題時,首先用均勻笛卡爾網格將整個線面連接結構包圍,然后將導體、細結構和連接域三部分原始基函數分別投影到包圍該基函數的(p+1)2個網格節(jié)點上。由于各部分是單獨處理的,因此三部分基函數的投影過程是相互無關的,得到與導體、線結構和線面連接域相對應的輔助基函數也是相互獨立的。4.提出了利用漸近波形估計方法和最佳一致逼近方法分析了線面連接結構的寬帶電磁特性。漸近波形估計方法的基礎是Taylor級數展開法,因此利用其分析線面連接結構電磁特性的難點在于對線面混合需要對阻抗矩陣進行高階求導,特別是連接域自阻抗的高階導數的求解過程更為復雜。最佳一致逼近方法求解線面連接問題的思想是利用有理函數將導體、導線和連接域各部分的表面感應進行轉換,然后利用Chebyshev節(jié)點電流信息得到電磁寬帶響應。與漸近波形估計方法相比,該方法無需求解阻抗矩陣的高階導數,這大大降低了計算復雜度。5.提出了將自適應積分方法與漸近波形估計方法和最佳一致逼近方法相結合加速求解線面結構的寬帶電磁特性。引入的自適應積分方法克服了漸近波形估計方法中線面阻抗矩陣及其高階導數存儲量大的問題,同時由于格林函數矩陣的卷積特性可以利用快速傅里葉變換,這樣加速了線性方程迭代求解中阻抗矩陣與三部分電流矢量的相乘過程,縮短了求解時間。與漸近波形估計方法相比,自適應積分方法與最佳一致逼近方法的結合更容易實現,算法理論基礎簡單,計算程序也容易編寫。6.提出了基于Loop-Tree基函數的寬帶分析方法。應用矩量法求解電場積分方程是目前求解電磁輻射與散射問題最常用的方法。當利用矩量法處理低頻電磁問題時會出現“低頻崩潰”的情況,因而其應用范圍受到限制。為了解決傳統矩量法的低頻失效問題通常采用將磁矢位和電標位相分離的方法,這種分離可以利用Loop-tree和Loop-star基函數來實現。在Loop-tree基函數基礎上利用漸近波形估計方法和最佳一致逼近方法快速分析了給定頻帶和角域內的RCS。與傳統逐個角度或逐個頻點計算相比,大大降低了計算時間。
[Abstract]:In recent years , with the rapid development of information technology , modern warfare is no longer a traditional mechanical war , but a multi - level and comprehensive information war .
【學位授予單位】：西安電子科技大學
【學位級別】：博士
【學位授予年份】：2015
【分類號】：TN95;TN011

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本文編號：1981243