【摘要】：如何進(jìn)行電大尺寸目標(biāo)電磁散射問題的高效求解,尤其是在復(fù)雜目標(biāo)分離過程中如何正確處理接合面情形以及如何高效重復(fù)利用公共信息,對于雷達(dá)系統(tǒng)的設(shè)計和實(shí)現(xiàn)都有著非常重要的意義。近年來,結(jié)合離散伽略金方法(IEDG)的傳統(tǒng)特征基函數(shù)算法(originalCBFM)與改進(jìn)特征基函數(shù)算法(本文稱CBFM)以及由此衍生出的多層特征基函數(shù)算法(MLCBFM)作為精確高效的電磁散射求解方法已經(jīng)受到了人們廣泛的關(guān)注。受制于傳統(tǒng)的串行結(jié)構(gòu),通過提高CPU主頻來加快運(yùn)算速度已經(jīng)遇到很大的困難,而且提升效果非常有限。與此相反,GPU雖然本來是為圖形圖像處理目的而設(shè)計,卻逐漸進(jìn)軍大規(guī)模高性能并行計算技術(shù)領(lǐng)域,并且得到了迅速的發(fā)展。目前GPU大規(guī)模高性能并行計算已經(jīng)在眾多領(lǐng)域取得了優(yōu)異的成績,例如計算電磁學(xué)、天文計算、醫(yī)學(xué)圖像等。目前市面上各種電磁仿真計算軟件核心模塊絕大多數(shù)是由CPU代碼寫成,計算速度較慢,計算效率很低,并且不具備動態(tài)仿真功能,或者需要通過腳本文件等復(fù)雜的工具來實(shí)現(xiàn)這一功能。本文選取電大尺寸目標(biāo)為模型,以復(fù)雜目標(biāo)分離過程中各個姿態(tài)的頻域電磁散射問題為背景,通過研究結(jié)合IEDG的CBFM以及MLCBFM,并對算法的并行模塊進(jìn)行了 GPU加速優(yōu)化,穩(wěn)定地仿真了電大尺寸目標(biāo)和復(fù)雜目標(biāo)分離過程中的各個姿態(tài)單站模式下的雷達(dá)散射截面積(RCS)。經(jīng)過優(yōu)化,GPU版本軟件相比CPU版本速度有了明顯的提高,而且適用范圍很廣,工程應(yīng)用中性能非常出色,因此具有很高的實(shí)用價值。
【學(xué)位授予單位】：南京理工大學(xué)
【學(xué)位級別】：碩士
【學(xué)位授予年份】：2018
【分類號】：TN011
【圖文】：

圖２．１邋—對有公共邊的三角形面元模型逡逑空間三維導(dǎo)體目標(biāo)表面的電場積分方（邋１邐Ａ逡逑Ｅｍｃ｛＇：）邋＝邋）０）邐，ｒｅＳＶ邋＾邐／逡逑在三維問題中滿足如下等式：逡逑Ａ（ｆ）邋＝邋＾＼ｓＪｓ（ｒ＇）Ｇ（ｒ，ｒ＇）＾Ｓ＇對目標(biāo)表面的等效電流進(jìn)行展開，選），可得矩陣方程形式如下：逡逑ＹｊＺｎＪｎ＝Ｋｎ邋ｍ邋＝ｎ＝＼逡逑條邊待求的表面電流系數(shù)，且其中：逡逑（０？／？邐（＾）邋Ｖ；／？邋（Ｆ）邋ｊＧ（

Ｚｅｓｔ逡逑ＺｅＵ逡逑圖２．３傳統(tǒng)ＭＯＭ阻抗矩陣分塊提取示意圖逡逑可以用％和％分別表示l捄停７較蛉肷淦矯娌ǖ牟裳Ｄ敲醋芄簿陀繡義細(xì)銎矯娌だ�，又o強(qiáng)梢緣玫焦婺Ｎ募だ卣螅鄭唬�。针对辶x廈扛觶茫攏疲罌椋梢醞ü蠼庀鋁邢咝韻低撤匠痰玫匠跏繼卣骰哄義希冢駑澹剩蓿攏疲簀澹劍兀祝渝危ǎ玻玻福╁義掀渲校輳蚴槍婺Ｎ狽B邋ｘ邋的矩陣，表示第中＝１，２，…，Ｍ）個塊內(nèi)尚未截斷的特征逡逑基函數(shù)。然后，通過去掉屬于延伸部分的電流權(quán)重系數(shù)來進(jìn)行截斷，此時就可得到初始逡逑塊內(nèi)（未延伸）的特征基函數(shù)，規(guī)模也被所縮減為ＭｘＡｙＶ＾。盡管由于目標(biāo)是電大尺逡逑寸結(jié)構(gòu)，傳統(tǒng)ＭＯＭ矩陣方程的規(guī)模可能很大，但是每個ＣＢＦｓ塊的尺寸還是可以控制逡逑在一個可以接受的范圍內(nèi)。計算初始特征基函數(shù)時需要求解式（２．２８）邐次，因為逡逑每個激勵采樣點(diǎn)都需要計算一次。逡逑通常

【參考文獻(xiàn)】

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本文編號：2732506