MORe技术在电磁散射中的研究与应用

发布时间：2020-10-19 19:17

　　 随着现代电磁学的发展和需求的增加,电磁学的任务也越来越具有挑战性,而且传统的直接电磁算法比如矩量法,有限元法,时域有限差分法等的局限性也逐渐显现出来。本课题就是基于此背景展开研究的。本文以模式降阶技术这种快速算法为研究课题,重点研究了分别基于矩量法和有限元/边界积分法的模式降阶技术中的渐进波形估计技术,切比雪夫技术和良态的渐进波形估计技术等。主要研究分为四个部分。一、首先主要介绍了矩量法和有限元/边界积分两种方法,分别介绍了两种方法的基本原理,离散矩阵方程的形成及求解,一些细节问题的处理,如基函数、权函数的选取,奇异性问题的处理,以及一些预条件的介绍和矩阵性态的分析等。同时对每种方法的有效性和精确性给出了验证算例。二、非共型有限元/边界积分的区域分解技术。主要叙述了非共型区域分解技术的基本原理。通过改变有限元区域的传输条件,由原来的一阶Robin传输条件改为二阶传输条件,来加速收敛。三、基于矩量法的渐进波形估计技术,切比雪夫技术和良态的渐进波形估计技术的研究。主要讲解了基于矩量法的两种模式降阶技术子方法的基本原理,并给出了四个验证算例,总结了两种方法的优缺点及适用范围。四、基于有限元/边界积分的渐进波形估计技术的研究。主要讲解了基于有限元/边界积分法的渐进波形估计方法的基本原理,并给出了两个验证算例,总结了渐进波形估计技术在有限元/边界积分中的优缺点及应用范围。五、在研究模式降阶技术的过程中,归纳出渐进波形估计技术由于未进行正交化,且由于Taylor级数和Pade逼近本身的性质限定,数值不稳定,准确拟合的带宽较窄,若带宽较宽,就需要多个频点来拟合;切比雪夫方法在近场计算中没有优势,需要展开的阶数很高而且时间消耗和直接算法差别不大,但在远场计算中,相比于直接法仍具有明显的优势;而良态的渐进波形估计技术由于每一个新产生的向量都与前面的每个向量正交,因此数值稳定,可以很好的拟合超宽带带宽,和直接法相比,渐进波形估计技术具有明显的优势。
【学位单位】：电子科技大学
【学位级别】：硕士
【学位年份】：2018
【中图分类】：TN011
【部分图文】：

图 2-1 理想导体目标的电磁散射( E E) n 0incs场的具体表达形式为：E (r ) j A (r) (r)S (r)分别为磁矢量位和电标量位，在自由空间rJrGr,rsArJrGr,rs djdSSS()()1()()()() 3)带入式(2-2)可以得到散射场的具体表达式：r Jr Gr,r Jr Gr, kjkSS()(1)[()()2 入式(2-1)可以得到理想导体表面的电场积分称 EFIE)：

图 2-2 RWG 基函数如图(2-2)所示，在矩量法中，普遍采用的是三角形作为子区域的形状的基函数。由于这种基函数是由 Rao，Wilton 和 Glisson 共同提出的[52]所以也称RWG 基函数，它的具体表达式为： nnnnnnnnninTAlinTAlρrrρrrfr()2()2( )其中， nnT , T分别为一对三角形，两个三角形的面积分别为 nnA , A，nl 为三角形的公共边长，RWG 基函数的计算散度公式为： nnnnnnninTAlinTAlrrf (r )

电子科技大学硕士学位论文结构的复杂材料，或者是涂敷介质目标等，数值方法。积分的过程分问题分析的一个典型图例如图 2-3 所示。单一介质可以是多种不连续介质，可以是有向异性，介质中也可以包含导体。目标的相r，再引入一个包含目标的虚拟的边界 S，边。在边界的内部场用矢量有限元求解，边界场和外部场通过虚构的边界 S 上的连续性耦积分的方程组。
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本文编号：2847613