發(fā)布時(shí)間：2018-11-22 17:44

【摘要】：現(xiàn)代通信電子設(shè)備頻譜逐漸展寬,工作頻率向更高頻段拓展,實(shí)際工程中設(shè)備與平臺(tái)的分析與設(shè)計(jì)涉及了大量的超電大尺寸、超寬帶、以及復(fù)雜結(jié)構(gòu)和復(fù)雜材質(zhì)目標(biāo)的近場(chǎng)電磁輻射或散射問題。傳統(tǒng)的全波方法對(duì)計(jì)算機(jī)內(nèi)存要求高,計(jì)算時(shí)間長(zhǎng),已經(jīng)不能滿足實(shí)際工程電磁計(jì)算的需要,目前高頻漸進(jìn)方法與全波方法的混合算法對(duì)解決這一難題具有更強(qiáng)優(yōu)勢(shì)。本文基于全時(shí)域多算法混合框架,研究了基于時(shí)域有限積分技術(shù)與時(shí)域彈跳射線法混合的瞬態(tài)電磁場(chǎng)數(shù)值計(jì)算方法,并用于分析設(shè)備與平臺(tái)的系統(tǒng)電磁兼容問題。本文的主要工作和創(chuàng)新點(diǎn)可以概括為：·基于物理光學(xué),推導(dǎo)出時(shí)域遠(yuǎn)區(qū)電磁場(chǎng)的閉合表達(dá)式,將時(shí)域平面波入射理想導(dǎo)電平板的時(shí)域物理光學(xué)面積分退化為一維圍線積分形式。特別地,當(dāng)平板圍線為多邊形時(shí),一維圍線積分進(jìn)一步退化為一閉合表達(dá)式。最終閉合表達(dá)式只需計(jì)算與多邊形頂點(diǎn)相關(guān)的簡(jiǎn)單初等函數(shù),而與頻率或者時(shí)域脈沖寬度無關(guān)。因此,可實(shí)現(xiàn)時(shí)域物理光學(xué)的精確、快速計(jì)算�！ぐ压馐粉櫦夹g(shù)引入到時(shí)域彈跳射線法中,解決目前時(shí)域彈跳射線法中遇到的“象散問題”,實(shí)現(xiàn)了更高精度的計(jì)算。通過“等效入射參考平面”技術(shù),把多次彈跳后的散射問題等效為標(biāo)準(zhǔn)時(shí)域物理光學(xué)問題,并利用本文提出的時(shí)域物理光學(xué)閉合表達(dá)式實(shí)現(xiàn)了高效的電磁場(chǎng)計(jì)算。本文基于推導(dǎo)出的閉合表達(dá)式從理論上分析了瞬態(tài)脈沖電磁波初次照射或多次彈跳后到達(dá)觀察方向的時(shí)域電磁場(chǎng)特性�！ぬ岢隽艘环N基于面元局部格林函數(shù)近似的時(shí)域物理光學(xué)快速近場(chǎng)計(jì)算公式,具有和本文提出的時(shí)域物理光學(xué)遠(yuǎn)場(chǎng)表達(dá)式同樣簡(jiǎn)潔的閉合形式。并進(jìn)一步把該閉合表達(dá)式融合到時(shí)域彈跳射線法框架中,實(shí)現(xiàn)其射線管時(shí)域物理光學(xué)積分的快速計(jì)算。并且提出了場(chǎng)-源距離自適應(yīng)細(xì)分技術(shù),實(shí)現(xiàn)了魯棒性極高的時(shí)域彈跳射線法近場(chǎng)求解�！ぐ褧r(shí)域有限差分方法中基于Kirchhoff面積分的近場(chǎng)-近場(chǎng)外推技術(shù)引入到時(shí)域有限積分方法的近場(chǎng)計(jì)算中,相對(duì)于傳統(tǒng)基于Stratton-Chu面積分的時(shí)域有限積分近場(chǎng)計(jì)算,每個(gè)場(chǎng)分量的外推計(jì)算完全獨(dú)立于其他分量,更為適合鑲嵌結(jié)構(gòu)的Yee元胞。不同場(chǎng)分量的外推采用不同的外推表面,避免了場(chǎng)值插值帶來的數(shù)值誤差,近場(chǎng)計(jì)算具有更高的精度。場(chǎng)分量外推的獨(dú)立特性也使近場(chǎng)計(jì)算更易于并行化�！ぬ岢隽藭r(shí)域有限積分技術(shù)與時(shí)域彈跳射線法混合的電磁數(shù)值算法,基于本文實(shí)現(xiàn)的時(shí)域彈跳射線法、時(shí)域有限積分技術(shù)以及其高效近場(chǎng)求解技術(shù),提出了全時(shí)域框架下全波方法和高頻漸進(jìn)方法結(jié)合的混合算法。本文推導(dǎo)了區(qū)域間瞬態(tài)電磁場(chǎng)電磁耦合計(jì)算的差分表達(dá)式,并采用“順序傳遞”方法實(shí)現(xiàn)混合算法時(shí)域場(chǎng)值迭代。通過時(shí)域電磁場(chǎng)的因果特性分析,提出“堆棧平移”方法實(shí)現(xiàn)了計(jì)算機(jī)內(nèi)存存儲(chǔ)和耦合計(jì)算效率的最優(yōu)化設(shè)計(jì)。
[Abstract]:......
【學(xué)位授予單位】：東南大學(xué)
【學(xué)位級(jí)別】：博士
【學(xué)位授予年份】：2016
【分類號(hào)】：O441.4

【參考文獻(xiàn)】

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1 丁建軍;目標(biāo)電磁散射的快速預(yù)估和基于多分辨基函數(shù)的高效算法[D];南京理工大學(xué);2011年

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1 郭文玲;無線信道特性的時(shí)域高頻算法分析[D];南京郵電大學(xué);2012年

2 陳磊;電大尺寸目標(biāo)電磁散射特性的時(shí)域分析[D];南京理工大學(xué);2009年

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本文編號(hào)：2350103