基于曲面建模技术的目标电磁散射高低频算法研究
发布时间：2022-09-24 21:49
目标电磁散射研究在军用和民用方面都有重要意义。雷达散射截面是目标对电磁波散射能力的直接体现,是衡量目标电磁散射特性的关键物理量,其获取方式主要有实际测量和理论仿真。由于实际测量需要大量的人力物力,同时还要考虑人为因素、系统误差等对测量结果的影响,研究者更多的用电磁仿真结果替代测量结果,从而节约电磁实验成本、缩短产品设计周期。本文将高频方法和数值方法用于解决目标电磁散射仿真问题,深入研究了基于NURBS建模的物理光学方法及绕射理论方法和基于插值曲面建模的高阶矩量法及其快速算法,并提出了一系列的优化方法以提高电磁仿真效率。论文的主要工作包括:针对传统NURBS建模方法的数值不稳定问题,本文基于参数区域分解技术和B样条基局部支撑性质提出了一种新的NURBS曲面建模方法,该方法不仅消除了递推形式的B样条基函数,简化了目标几何参数的计算过程,而且彻底解决了传统NURBS建模方法由于数值不稳定而不能直接用于电磁计算的问题。基于双二次B样条插值方法提出了一种新的插值曲面建模方法,简化了插值曲面方法的计算过程,使得建模方法能够更好的与电磁仿真算法相结合,提高了电磁仿真建模效率。利用B样条插值方法实现了...
【文章页数】：144 页
【学位级别】：博士
【文章目录】：
摘要
ABSTRACT
符号对照表
缩略语对照表
第一章 绪论
1.1 研究背景及意义
1.2 国内外研究历史和现状
1.2.1 高频方法研究发展概况
1.2.2 积分方程方法研究发展概况
1.2.3 积分方程快速算法研究发展概况
1.3 论文组织结构和主要贡献
1.3.1 论文内容安排
1.3.2 论文的主要贡献
第二章 电磁仿真中的曲面建模技术
2.1 引言
2.2 参数曲面建模
2.2.1 传统参数曲面建模方法
2.2.2 基于参数区域分解的NURBS建模方法
2.2.3 参数曲面建模实例
2.3 插值曲面建模
2.3.1 曲面单元节点信息的获取
2.3.2 传统插值曲面建模方法
2.3.3 新型插值曲面建模方法
2.3.4 插值曲面建模实例
2.4 本章小结
第三章 基于物理光学方法的目标电磁散射快速算法研究
3.1 引言
3.2 驻相点快速计算算法
3.2.1 驻定相位法
3.2.2 驻相点的计算及遮挡判断
3.2.3 数值算例与讨论
3.3 分层积分方法的遮挡判断
3.3.1 分层积分方法基本原理
3.3.2 病态线性方程组的求解
3.3.3 快速遮挡技术
3.3.4 数值算例与讨论
3.4 本章小结
第四章 基于NURBS的绕射理论在目标电磁散射中的应用
4.1 引言
4.2 物理绕射理论
4.2.1 物理光学散射场
4.2.2 边缘绕射场
4.2.3 数值算例与讨论
4.3 一致性几何绕射理论
4.3.1 反射射线场
4.3.2 绕射射线场
4.3.3 数值算例与分析
4.4 本章小结
第五章 高阶矩量法在复杂目标电磁散射中的应用
5.1 引言
5.2 矩量法的数学基础
5.3 高阶矩量法基本理论
5.3.1 电场积分方程
5.3.2 阻抗矩阵和电压矩阵
5.4 阻抗矩阵填充及线性方程求解快速方法
5.4.1 阻抗矩阵传统填充方法
5.4.2 阻抗矩阵快速填充方法
5.4.3 Preconditioned-GMRES迭代算法
5.5 数值算例与分析
5.5.1 阻抗矩阵填充算法的准确性
5.5.2 复杂目标电磁散射仿真算例
5.5.3 高阶矩量法和Preconditioned-GMRES算法的效率分析
5.6 本章小结
第六章 基于MLFRA/FMM的目标电磁散射快速算法研究
6.1 引言
6.2 MLFRA的数值实现
6.2.1 MLFRA的数学描述
6.2.2 数值算例与分析
6.3 MLFRA/FMM的数值实现
6.3.1 基于FMM的矩阵矢量乘积运算
6.3.2 数值算例与分析
6.4 本章小结
第七章 总结与展望
参考文献
致谢
作者简介
本文编号：3680926
【文章页数】：144 页
【学位级别】：博士
【文章目录】：
摘要
ABSTRACT
符号对照表
缩略语对照表
第一章 绪论
1.1 研究背景及意义
1.2 国内外研究历史和现状
1.2.1 高频方法研究发展概况
1.2.2 积分方程方法研究发展概况
1.2.3 积分方程快速算法研究发展概况
1.3 论文组织结构和主要贡献
1.3.1 论文内容安排
1.3.2 论文的主要贡献
第二章 电磁仿真中的曲面建模技术
2.1 引言
2.2 参数曲面建模
2.2.1 传统参数曲面建模方法
2.2.2 基于参数区域分解的NURBS建模方法
2.2.3 参数曲面建模实例
2.3 插值曲面建模
2.3.1 曲面单元节点信息的获取
2.3.2 传统插值曲面建模方法
2.3.3 新型插值曲面建模方法
2.3.4 插值曲面建模实例
2.4 本章小结
第三章 基于物理光学方法的目标电磁散射快速算法研究
3.1 引言
3.2 驻相点快速计算算法
3.2.1 驻定相位法
3.2.2 驻相点的计算及遮挡判断
3.2.3 数值算例与讨论
3.3 分层积分方法的遮挡判断
3.3.1 分层积分方法基本原理
3.3.2 病态线性方程组的求解
3.3.3 快速遮挡技术
3.3.4 数值算例与讨论
3.4 本章小结
第四章 基于NURBS的绕射理论在目标电磁散射中的应用
4.1 引言
4.2 物理绕射理论
4.2.1 物理光学散射场
4.2.2 边缘绕射场
4.2.3 数值算例与讨论
4.3 一致性几何绕射理论
4.3.1 反射射线场
4.3.2 绕射射线场
4.3.3 数值算例与分析
4.4 本章小结
第五章 高阶矩量法在复杂目标电磁散射中的应用
5.1 引言
5.2 矩量法的数学基础
5.3 高阶矩量法基本理论
5.3.1 电场积分方程
5.3.2 阻抗矩阵和电压矩阵
5.4 阻抗矩阵填充及线性方程求解快速方法
5.4.1 阻抗矩阵传统填充方法
5.4.2 阻抗矩阵快速填充方法
5.4.3 Preconditioned-GMRES迭代算法
5.5 数值算例与分析
5.5.1 阻抗矩阵填充算法的准确性
5.5.2 复杂目标电磁散射仿真算例
5.5.3 高阶矩量法和Preconditioned-GMRES算法的效率分析
5.6 本章小结
第六章 基于MLFRA/FMM的目标电磁散射快速算法研究
6.1 引言
6.2 MLFRA的数值实现
6.2.1 MLFRA的数学描述
6.2.2 数值算例与分析
6.3 MLFRA/FMM的数值实现
6.3.1 基于FMM的矩阵矢量乘积运算
6.3.2 数值算例与分析
6.4 本章小结
第七章 总结与展望
参考文献
致谢
作者简介
本文编号：3680926
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