基于骨骼化框架的积分算子压缩方法及其应用研究

发布时间：2021-06-16 00:30

　　积分方程中的积分算子是求解电磁辐射问题的关键。积分算子揭示了场与源之间的关系,对积分算子进行压缩可以有效地简化电磁辐射模型。本文采用基于骨骼化框架的积分算子压缩方法,研究了辐射场采样压缩和天线阵列综合。所提积分算子压缩方法的主要流程可以简述如下:将积分方程离散为矩阵方程,得到积分算子对应的关联矩阵;引入骨骼化框架分析和压缩关联矩阵,得到关联矩阵的骨骼框架。骨骼化框架可分为行骨骼化框架以及列骨骼化框架,本文将对这两种骨骼化框架的物理内涵及应用进行研究和分析。关联矩阵的每一行对应一个场点,因此行骨骼化实质上是对辐射场的压缩。基于行骨骼化框架,本文提出了辐射近场和辐射远场的自适应采样方法。所提辐射场压缩方法可以提取辐射场的骨骼采样点,并用骨骼采样点处的辐射场值准确计算非骨骼采样点处的辐射场值。数值结果表明所提辐射场压缩方法可以有效地减少辐射场所需要的采样点数（如在辐射近场压缩的算例中,本文所提辐射场压缩方法可以减少60%以上的采样点数）。再结合基于截断奇异值分解的降噪方法,本文研究了所提辐射场压缩方法的噪声容忍度。此外,本文还根据所得骨骼采样点的分布情况,分析了骨骼采样点的分布规律。关联矩阵... 

【文章来源】：电子科技大学四川省 211工程院校 985工程院校 教育部直属院校

【文章页数】：106 页

【学位级别】：硕士

【部分图文】：

射频源重构模型示意图

电子科技大学硕士学位论文16图2-2U型传输线示意图（俯视图）。2.3数值算例与分析本节将通过数值结果分析基于行骨骼化框架的辐射近场压缩方法的有效性以及其与均匀采样方法相比所具有的优势。在阐述算例结果时，所提辐射近场压缩方法的精度将通过相对误差re表示，其定义为22OPrOebbb（2-21）式（2-11）中，bO表示初始辐射场值，即进行均匀采样时得到的辐射近场矢量，bP表示基于行骨骼化框架辐射近场压缩方法计算得到的辐射近场矢量。仿真的数据将通过商业全波仿真软件FEKO得到的[90]。首先，通过FEKO软件分别建立起U型传输线和背腔开缝天线的仿真模型。然后，利用仿真和所提辐射近场压缩方法得到的辐射近场数据分别求解重构源。最后，通过比较仿真和所提辐射近场压缩方法得到的重构源在验证面上的辐射场值，分析所提辐射近场压缩方法的有效性和精度。同时，将采用背腔开缝天线的实测数据进一步说明所提辐射近场压缩方法的有效性和可行性。2.3.1U-型传输线模型如图2-2为验证所提辐射近场压缩方法性能的U型传输线算例。其中，地板大小为55mm55mm，地板与U型传输线走线之间的间距为1mm，传输线宽度为1mm，其它参数如图2-2所示。传输线的工作频率为20GHz，在A点处加了一个1V的电压源，在B点处加了一个50的终端负载。在传输线的算例中，辐射近场的矩形采样表面设置在地板上方，距离地板3mm，大小为40mm40mm。

电子科技大学硕士学位论文18(a)(b)图2-3U型传输线验证面上的辐射近场，分别采用所提辐射近场压缩（自适应采样）方法以及均匀采样方法（原始）。(a)x分量；(b)y分量。此外，通过表2-1可以看到当K值增大的时候，相对误差会有轻微的波动，


本文编号：3232005