隨著現(xiàn)代電磁學(xué)的發(fā)展和需求的增加,電磁學(xué)的任務(wù)也越來(lái)越具有挑戰(zhàn)性,而且傳統(tǒng)的直接電磁算法比如矩量法,有限元法,時(shí)域有限差分法等的局限性也逐漸顯現(xiàn)出來(lái)。本課題就是基于此背景展開(kāi)研究的。本文以模式降階技術(shù)這種快速算法為研究課題,重點(diǎn)研究了分別基于矩量法和有限元/邊界積分法的模式降階技術(shù)中的漸進(jìn)波形估計(jì)技術(shù),切比雪夫技術(shù)和良態(tài)的漸進(jìn)波形估計(jì)技術(shù)等。主要研究分為四個(gè)部分。一、首先主要介紹了矩量法和有限元/邊界積分兩種方法,分別介紹了兩種方法的基本原理,離散矩陣方程的形成及求解,一些細(xì)節(jié)問(wèn)題的處理,如基函數(shù)、權(quán)函數(shù)的選取,奇異性問(wèn)題的處理,以及一些預(yù)條件的介紹和矩陣性態(tài)的分析等。同時(shí)對(duì)每種方法的有效性和精確性給出了驗(yàn)證算例。二、非共型有限元/邊界積分的區(qū)域分解技術(shù)。主要敘述了非共型區(qū)域分解技術(shù)的基本原理。通過(guò)改變有限元區(qū)域的傳輸條件,由原來(lái)的一階Robin傳輸條件改為二階傳輸條件,來(lái)加速收斂。三、基于矩量法的漸進(jìn)波形估計(jì)技術(shù),切比雪夫技術(shù)和良態(tài)的漸進(jìn)波形估計(jì)技術(shù)的研究。主要講解了基于矩量法的兩種模式降階技術(shù)子方法的基本原理,并給出了四個(gè)驗(yàn)證算例,總結(jié)了兩種方法的優(yōu)缺點(diǎn)及適用范圍。四、基于有限元/邊界積分的漸進(jìn)波形估計(jì)技術(shù)的研究。主要講解了基于有限元/邊界積分法的漸進(jìn)波形估計(jì)方法的基本原理,并給出了兩個(gè)驗(yàn)證算例,總結(jié)了漸進(jìn)波形估計(jì)技術(shù)在有限元/邊界積分中的優(yōu)缺點(diǎn)及應(yīng)用范圍。五、在研究模式降階技術(shù)的過(guò)程中,歸納出漸進(jìn)波形估計(jì)技術(shù)由于未進(jìn)行正交化,且由于Taylor級(jí)數(shù)和Pade逼近本身的性質(zhì)限定,數(shù)值不穩(wěn)定,準(zhǔn)確擬合的帶寬較窄,若帶寬較寬,就需要多個(gè)頻點(diǎn)來(lái)擬合;切比雪夫方法在近場(chǎng)計(jì)算中沒(méi)有優(yōu)勢(shì),需要展開(kāi)的階數(shù)很高而且時(shí)間消耗和直接算法差別不大,但在遠(yuǎn)場(chǎng)計(jì)算中,相比于直接法仍具有明顯的優(yōu)勢(shì);而良態(tài)的漸進(jìn)波形估計(jì)技術(shù)由于每一個(gè)新產(chǎn)生的向量都與前面的每個(gè)向量正交,因此數(shù)值穩(wěn)定,可以很好的擬合超寬帶帶寬,和直接法相比,漸進(jìn)波形估計(jì)技術(shù)具有明顯的優(yōu)勢(shì)。
【學(xué)位單位】：電子科技大學(xué)
【學(xué)位級(jí)別】：碩士
【學(xué)位年份】：2018
【中圖分類】：TN011
【部分圖文】：

圖 2-1 理想導(dǎo)體目標(biāo)的電磁散射( E E) n 0incs場(chǎng)的具體表達(dá)形式為：E (r ) j A (r) (r)S (r)分別為磁矢量位和電標(biāo)量位，在自由空間rJrGr,rsArJrGr,rs djdSSS()()1()()()() 3)帶入式(2-2)可以得到散射場(chǎng)的具體表達(dá)式：r Jr Gr,r Jr Gr, kjkSS()(1)[()()2 入式(2-1)可以得到理想導(dǎo)體表面的電場(chǎng)積分稱 EFIE)：

圖 2-2 RWG 基函數(shù)如圖(2-2)所示，在矩量法中，普遍采用的是三角形作為子區(qū)域的形狀的基函數(shù)。由于這種基函數(shù)是由 Rao，Wilton 和 Glisson 共同提出的[52]所以也稱RWG 基函數(shù)，它的具體表達(dá)式為： nnnnnnnnninTAlinTAlρrrρrrfr()2()2( )其中， nnT , T分別為一對(duì)三角形，兩個(gè)三角形的面積分別為 nnA , A，nl 為三角形的公共邊長(zhǎng)，RWG 基函數(shù)的計(jì)算散度公式為： nnnnnnninTAlinTAlrrf (r )

電子科技大學(xué)碩士學(xué)位論文結(jié)構(gòu)的復(fù)雜材料，或者是涂敷介質(zhì)目標(biāo)等，數(shù)值方法。積分的過(guò)程分問(wèn)題分析的一個(gè)典型圖例如圖 2-3 所示。單一介質(zhì)可以是多種不連續(xù)介質(zhì)，可以是有向異性，介質(zhì)中也可以包含導(dǎo)體。目標(biāo)的相r，再引入一個(gè)包含目標(biāo)的虛擬的邊界 S，邊。在邊界的內(nèi)部場(chǎng)用矢量有限元求解，邊界場(chǎng)和外部場(chǎng)通過(guò)虛構(gòu)的邊界 S 上的連續(xù)性耦積分的方程組。
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本文編號(hào)：2847613