發(fā)布時(shí)間：2017-03-30 17:22

  本文關(guān)鍵詞：基于CBFM-FE-BI的大規(guī)模復(fù)雜陣列天線電磁散射問題研究，，由筆耕文化傳播整理發(fā)布。

【摘要】：大規(guī)模復(fù)雜天線陣的散射問題研究具有重要的現(xiàn)實(shí)意義,同時(shí)也是一個(gè)具有迫切需求和技術(shù)難度的課題。本文深入研究了能夠計(jì)算大規(guī)模復(fù)雜天線陣散射特性的高效數(shù)值算法,主要的研究內(nèi)容和工作包括以下幾個(gè)方面：(1)考慮到天線單元具有多種材質(zhì)和復(fù)雜的結(jié)構(gòu),研究了能有效分析復(fù)雜目標(biāo)的電磁算法,將有限元方法(FEM)和矩量法(MoM)相結(jié)合,實(shí)現(xiàn)了有限元-邊界積分(FE-BI)算法并利用其分析具有三維復(fù)雜結(jié)構(gòu)的金屬、介質(zhì)及金屬介質(zhì)復(fù)合目標(biāo)。(2)考慮到陣列天線的大規(guī)模和對稱性等特性,為快速計(jì)算天線陣目標(biāo)的單雙站雷達(dá)散射截面(RCS),研究了兩類特征基函數(shù)方法(CBFM)的基本原理,同時(shí)引入奇異值分解技術(shù)(SVD)和基于自適應(yīng)交叉近似(ACA)方法的低秩分解算法,實(shí)現(xiàn)了基于SVD的ACA-CBFM方法。(3)將FE-BI算法與第二類CBFM方法相結(jié)合,得到了一種改進(jìn)的CBFM-FE-BI混合方法,用于分析多激勵(lì)下的大規(guī)模復(fù)雜天線陣散射問題。該方法基于特征基函數(shù)法基本原理,將整個(gè)計(jì)算區(qū)域進(jìn)行分塊處理,天線陣元用有限元-邊界積分算法進(jìn)行計(jì)算,利用空間多個(gè)角度的入射波計(jì)算得到每個(gè)塊單元的初次特征基函數(shù),進(jìn)行奇異值分解(SVD)后去除強(qiáng)相關(guān)項(xiàng),可以構(gòu)造出與入射角度和極化方式都無關(guān)的正交特征基函數(shù)組,矩陣未知量得到縮減,可直接用LU分解求解,避免了迭代方法的收斂性問題,從而實(shí)現(xiàn)多激勵(lì)下目標(biāo)散射特性的快速求解。(4)利用ACA對混合方法進(jìn)行改進(jìn),加速塊單元間耦合阻抗矩陣的填充,最后得到ACA-CBFM-FE-BI混合方法,進(jìn)一步提高計(jì)算效率。本文提供了多個(gè)算例,并與商業(yè)軟件FEKO得到的結(jié)果進(jìn)行對比,驗(yàn)證了該混合方法的準(zhǔn)確性和高效性。
【關(guān)鍵詞】：特征基函數(shù)法 矩量法 有限元-邊界積分 電磁散射 奇異值分解 自適應(yīng)交叉近似
【學(xué)位授予單位】：東南大學(xué)
【學(xué)位級(jí)別】：碩士
【學(xué)位授予年份】：2016
【分類號(hào)】：TN820.15
【目錄】：

• 摘要5-6
• Abstract6-9
• 第一章 緒論9-13
• 1.1 研究背景9
• 1.2 國內(nèi)外研究現(xiàn)狀9-11
• 1.3 論文研究內(nèi)容及意義11-12
• 1.4 論文組織結(jié)構(gòu)12-13
• 第二章 FE-BI方法分析復(fù)雜目標(biāo)的散射特性13-27
• 2.1 復(fù)雜天線散射問題分析13-14
• 2.2 矩量法簡介14-18
• 2.2.1 矩量法基本原理14
• 2.2.2 RWG基函數(shù)14-16
• 2.2.3 三角面元高斯數(shù)值積分16
• 2.2.4 矩量法求解理想導(dǎo)體表面電場積分方程16-18
• 2.3 矢量有限元和邊界積分結(jié)合求解散射問題18-24
• 2.3.1 有限元區(qū)域離散和基函數(shù)選取18-19
• 2.3.2 FE-BI有限元部分公式19-21
• 2.3.3 FE-BI邊界積分公式21-22
• 2.3.4 FE-BI方程結(jié)合22-23
• 2.3.5 雷達(dá)散射截面計(jì)算公式23-24
• 2.4 數(shù)值算例24-26
• 2.4.1 單層介質(zhì)板24-25
• 2.4.2 多層介質(zhì)板25
• 2.4.3 微帶貼片天線25-26
• 2.5 本章小結(jié)26-27
• 第三章 特征基函數(shù)方法原理及其應(yīng)用27-41
• 3.1 特征基函數(shù)方法原理27-31
• 3.1.1 第一類特征基函數(shù)27-29
• 3.1.2 第二類特征基函數(shù)29-31
• 3.2 奇異值分解技術(shù)31-32
• 3.2.1 基本原理31-32
• 3.2.2 CBFM中的奇異值分解技術(shù)32
• 3.3 自適應(yīng)交叉近似32-35
• 3.3.1 目標(biāo)多層劃分32-33
• 3.3.2 基本原理33-35
• 3.3.3 基于ACA的特征基函數(shù)方法35
• 3.4 數(shù)值算例35-39
• 3.4.1 Vivaldi天線35-36
• 3.4.2 NASA杏仁體36-37
• 3.4.3 PEC立方體陣列37-39
• 3.5 本章小結(jié)39-41
• 第四章 CBFM-FE-BI混合算法分析復(fù)雜天線陣問題41-53
• 4.1 復(fù)雜天線陣散射問題分析41-42
• 4.2 CBFM-FE-BI混合算法42-45
• 4.2.1 基本原理42
• 4.2.2 公式推導(dǎo)42-45
• 4.3 基于ACA的改進(jìn)CBFM-FE-BI方法45-46
• 4.4 數(shù)值算例46-51
• 4.4.1 微帶貼片天線陣46-48
• 4.4.2 錐形縫隙天線陣48-51
• 4.5 本章小結(jié)51-53
• 第五章 總結(jié)與展望53-55
• 5.1 總結(jié)53-54
• 5.2 展望54-55
• 致謝55-57
• 參考文獻(xiàn)57-61
• 作者簡介61

【參考文獻(xiàn)】

中國期刊全文數(shù)據(jù)庫 前1條

1 顧晶晶;顧長青;;利用奇異值分解快速計(jì)算單站RCS的算法[J];微波學(xué)報(bào);2010年02期

  本文關(guān)鍵詞：基于CBFM-FE-BI的大規(guī)模復(fù)雜陣列天線電磁散射問題研究，由筆耕文化傳播整理發(fā)布。

本文編號(hào)：277680