【摘要】：近些年來,隨著寬帶無線通信技術(shù)、窄脈沖雷達技術(shù)、電磁兼容/電磁干擾(Electromagnetic Compatibility/Electromagnetic Interference,EMC/EMI)等技術(shù)的快速發(fā)展,細線天線與線型結(jié)構(gòu)上的電磁散射及輻射問題越來越多的受到了人們的關(guān)注。本文針對傳統(tǒng)矩量法求解線型結(jié)構(gòu)的電磁散射問題,在引入壓縮感知的基礎(chǔ)上,再通過稀疏變換構(gòu)建欠定方程,利用恢復(fù)算法重構(gòu)出感應(yīng)電流。將所研究的方法應(yīng)用于三維線天線模型,通過基于壓縮感知的理論分析,可知新方法不僅可以減少存儲量,而且降低了計算復(fù)雜度。實驗驗證了本文所提方法的可行性。論文的主要工作有:首先,對矩量法的理論框架進行研究,分別是基函數(shù)及權(quán)函數(shù)的選取,模型的剖分及計算。介紹了壓縮感知的理論框架,對稀疏表示、觀測矩陣及常用的恢復(fù)算法進行了研究。其次,提出了一種針對三維線天線單一模式下的電磁散射問題的欠定方程求解模型,結(jié)合壓縮感知對矩量法方程式的兩端進行合理的稀疏變換,在設(shè)置合理閾值的基礎(chǔ)上進行相同位置行的抽取以形成欠定方程,最后重構(gòu)出感應(yīng)電流。再次,為優(yōu)化上述欠定方程模型,對不同的稀疏變換和恢復(fù)算法進行比較研究,分析了離散余弦變換(DCT)與離散傅里葉變換(DFT)對恢復(fù)精度的影響,對正交匹配追蹤算法(OMP)和廣義正交匹配追蹤算法(GOMP)進行對比,尋找相對優(yōu)化的匹配方案,優(yōu)以進一步降低計算復(fù)雜度。最后,針對線天線寬角度電磁散射問題,基于壓縮感知構(gòu)建了一種新的激勵源,并用隨機抽取方法在新型激勵下構(gòu)建欠定方程,以較高的精度和計算效率重構(gòu)出所有入射角度下的電流,并比較不同的恢復(fù)算法的重構(gòu)效率,得到相對優(yōu)化的算法,仿真實驗表明,該算法在保證精度的條件下可顯著減小計算復(fù)雜度。
【圖文】：

逡逑Ｊ逡逑圖３．２單饒軸向模螺旋天線邐．逡逑整個螺旋天線被剖分成１１１５條線段，共產(chǎn)生１１１４個線基函數(shù)（即未知量的逡逑個數(shù)）。在稀疏域中，將激勵向量的閾值設(shè)為０．０００８，，可得到非零元素Ｋ＝３６０（圖逡逑３．３），該圖表示的是激勵向量在離散傅里葉稀疏變換域中設(shè)置閾值之后的元素分逡逑布，陰影部分表示被截斷部分，也是要抽取的部分作為先驗知識對應(yīng)阻抗矩陣的逡逑行構(gòu)建欠定矩陣。在阻抗矩陣（閾值設(shè)置成０．２）抽取位置對應(yīng)的Ｍ＝Ｋ＝３６０行，逡逑構(gòu)建了小規(guī)模矩陣圖（３．４）。稀疏后的阻抗矩陣中非零元素的個數(shù)為６０９９７８，設(shè)逡逑置閾值后抽取的小規(guī)模矩陣如圖（３．４）所示，非零元素個數(shù)減小為２２４２５０，與原逡逑始矩陣相比下降了邋６３．２％。最后利用ＭＯＭ和ＣＳ技術(shù)所求的電流對比結(jié)果如圖逡逑３．５所示

圖３．２單饒軸向模螺旋天線邐．逡逑整個螺旋天線被剖分成１１１５條線段，共產(chǎn)生１１１４個線基函數(shù)（即未知量的逡逑
【學(xué)位授予單位】：安徽大學(xué)
【學(xué)位級別】：碩士
【學(xué)位授予年份】：2019
【分類號】：TN011;TN820

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本文編號：2661222