基于快速多级子算法的舰载天线电磁兼容问题研究
发布时间：2021-01-13 03:16
当今,大中型水面舰艇是拥有众多天线的复杂平台,其物理空间和电磁空间都非常狭小,电磁环境复杂,通信系统频率覆盖范围广,频率从几千赫兹到40GHz不等,使得舰载天线在工作时受到了很大的电磁干扰,极大的影响了水面舰艇作战性能的发挥,所以对舰载天线进行电磁兼容分析变得极其重要。运用单一的多层快速多极子算法（The Multilevel Fast Multipole Algorithm）计算舰载天线电磁兼容性往往需要很大的存储空间和计算时间。因此,本文在基于MLFMA的基础上,提出多MLFMA和物理光学法（Physical Optics Method）混合的方法来解决舰载天线的电磁兼容问题。首先分析了混合方法的算法组成,介绍了矩量法（Method of Moments）的基本思想理论,并建立电磁场表面积分方程,然后在此基础上介绍了MLFMA的基本原理和实现步骤。随后介绍了PO的基本思想,并进一步介绍了迭代物理光学法（Physical Optics Method）的基本原理和基本公式。由于在实际求解过程中所构造矩阵性态经常较差,导致迭代收敛慢或不收敛。为了较好的解决积分方程收敛性差的问题,对原混合...
【文章来源】：江苏科技大学江苏省
【文章页数】：100 页
【学位级别】：硕士
【文章目录】：
摘要
Abstract
第1章 绪论
1.1 研究背景及意义
1.2 国内外的研究状况
1.3 本文的主要内容及贡献
第2章 电磁兼容性分析数值算法研究
2.1 矩量法
2.1.1 矩量法基础
2.1.2 表面积分方程的建立
2.1.3 积分方程的离散
2.2 多层快速多极子算法
2.2.1 快速多极子算法
2.2.2 多层快速多极子算法
2.3 物理光学法
2.3.1 物理光学法的基本理论
2.3.2 迭代物理光学法
2.4 本章小结
第3章 电磁兼容分析混合算法
3.1 基于RWG基的物理光学散射场
3.2 三维目标MLFMA-PO混合算法理论公式
3.3 数值计算结果验证及高低频区域划分方式讨论
3.4 本章小结
第4章 多层快速多极子算法的改进
4.1 预条件基本理论
4.1.1 预条件加速算法及构造原则
4.1.2 预条件类型及GMRES迭代算法
4.1.3 谱域两步预处理器
4.2 改进算法正确性和优越性验证
4.3 几种数值算法在仿真中的特性对比
4.4 本章小结
第5章 舰载天线电磁兼容性仿真分析
5.1 舰船几何建模
5.1.1 船体建立
5.1.2 舰船的上层建筑
5.1.3 舰船安装天线
5.1.4 舰船模型网格化
5.2 舰载天线电磁兼容性建模仿真
5.2.1 舰载平台近场特性仿真分析
5.2.2 舰载天线方向图仿真分析
5.2.3 舰载天线耦合度仿真分析
5.3 大型驱逐舰的方向图及耦合度分析
5.4 三个参数在舰载天线电磁兼容性分析中的应用
5.5 本章小结
第6章 舰载天线优化布局方法
6.1 舰载天线布置耦合分析
6.2 基于特征值分析的优化布局方案
6.3 依次安装天线优化布局模型
6.4 舰载天线优化布局实例
6.5 本章小结
结论与展望
参考文献
攻读硕士学位期间所发表的学术论文及科研成果
致谢
【参考文献】：
期刊论文
[1]舰船电子系统电磁兼容性问题分析及对策[J]. 贺健. 科技创新导报. 2012(07)
[2]基于RWG-MoM金属球表面天线的全波分析[J]. 于涛,尹成友,刘海义. 微波学报. 2012(01)
[3]舰船EMC数模软件/仿真研究及应用[J]. 邢芳,张崎,宋东安. 舰船科学技术. 2009(11)
[4]舰船舱室电磁环境仿真研究[J]. 谢大刚,侯冬云,方重华. 装备环境工程. 2009(04)
[5]舰艇电磁兼容顶层设计思想和方法[J]. 黄龙水,张维俊. 舰船电子工程. 2009(04)
[6]舰载电子设备电磁干扰综合预测及抑制方法[J]. 李方,王月清,王迎春. 舰船电子对抗. 2008(06)
[7]高阶MoM及其与PO的混合法计算电磁散射问题[J]. 刘曙光,张晓娟. 电子学报. 2007(12)
[8]FAFFA加速的PO-MM研究复杂金属载体上线天线电磁特性[J]. 华夷和,徐金平,牛臻弋. 电子学报. 2003(S1)
[9]利用UTD修正的MoM-PO混合算法研究[J]. 翟会清,王莉娜,梁昌洪. 电波科学学报. 2003(05)
博士论文
[1]并行多层快速多极子算法加速技术的研究[D]. 陈明.南京理工大学 2012
[2]平台与天线的一体化电磁建模及工程实践研究[D]. 宗显政.电子科技大学 2008
硕士论文
[1]迭代物理光学及其快速算法研究[D]. 葛维刚.南京航空航天大学 2013
[2]基于缩比实验法的空心电抗器空间磁场研究[D]. 宫攀.山东大学 2013
[3]矩量法和物理光学法的混合算法及应用研究[D]. 田德元.西安电子科技大学 2012
[4]复杂舰船环境下电磁场分布特性研究[D]. 吴小川.哈尔滨工业大学 2010
[5]近似逆预条件子的研究[D]. 刘金妮.电子科技大学 2009
[6]电子系统的电磁耦合干扰研究[D]. 周琦.西安电子科技大学 2007
本文编号：2974100
【文章来源】：江苏科技大学江苏省
【文章页数】：100 页
【学位级别】：硕士
【文章目录】：
摘要
Abstract
第1章 绪论
1.1 研究背景及意义
1.2 国内外的研究状况
1.3 本文的主要内容及贡献
第2章 电磁兼容性分析数值算法研究
2.1 矩量法
2.1.1 矩量法基础
2.1.2 表面积分方程的建立
2.1.3 积分方程的离散
2.2 多层快速多极子算法
2.2.1 快速多极子算法
2.2.2 多层快速多极子算法
2.3 物理光学法
2.3.1 物理光学法的基本理论
2.3.2 迭代物理光学法
2.4 本章小结
第3章 电磁兼容分析混合算法
3.1 基于RWG基的物理光学散射场
3.2 三维目标MLFMA-PO混合算法理论公式
3.3 数值计算结果验证及高低频区域划分方式讨论
3.4 本章小结
第4章 多层快速多极子算法的改进
4.1 预条件基本理论
4.1.1 预条件加速算法及构造原则
4.1.2 预条件类型及GMRES迭代算法
4.1.3 谱域两步预处理器
4.2 改进算法正确性和优越性验证
4.3 几种数值算法在仿真中的特性对比
4.4 本章小结
第5章 舰载天线电磁兼容性仿真分析
5.1 舰船几何建模
5.1.1 船体建立
5.1.2 舰船的上层建筑
5.1.3 舰船安装天线
5.1.4 舰船模型网格化
5.2 舰载天线电磁兼容性建模仿真
5.2.1 舰载平台近场特性仿真分析
5.2.2 舰载天线方向图仿真分析
5.2.3 舰载天线耦合度仿真分析
5.3 大型驱逐舰的方向图及耦合度分析
5.4 三个参数在舰载天线电磁兼容性分析中的应用
5.5 本章小结
第6章 舰载天线优化布局方法
6.1 舰载天线布置耦合分析
6.2 基于特征值分析的优化布局方案
6.3 依次安装天线优化布局模型
6.4 舰载天线优化布局实例
6.5 本章小结
结论与展望
参考文献
攻读硕士学位期间所发表的学术论文及科研成果
致谢
【参考文献】：
期刊论文
[1]舰船电子系统电磁兼容性问题分析及对策[J]. 贺健. 科技创新导报. 2012(07)
[2]基于RWG-MoM金属球表面天线的全波分析[J]. 于涛,尹成友,刘海义. 微波学报. 2012(01)
[3]舰船EMC数模软件/仿真研究及应用[J]. 邢芳,张崎,宋东安. 舰船科学技术. 2009(11)
[4]舰船舱室电磁环境仿真研究[J]. 谢大刚,侯冬云,方重华. 装备环境工程. 2009(04)
[5]舰艇电磁兼容顶层设计思想和方法[J]. 黄龙水,张维俊. 舰船电子工程. 2009(04)
[6]舰载电子设备电磁干扰综合预测及抑制方法[J]. 李方,王月清,王迎春. 舰船电子对抗. 2008(06)
[7]高阶MoM及其与PO的混合法计算电磁散射问题[J]. 刘曙光,张晓娟. 电子学报. 2007(12)
[8]FAFFA加速的PO-MM研究复杂金属载体上线天线电磁特性[J]. 华夷和,徐金平,牛臻弋. 电子学报. 2003(S1)
[9]利用UTD修正的MoM-PO混合算法研究[J]. 翟会清,王莉娜,梁昌洪. 电波科学学报. 2003(05)
博士论文
[1]并行多层快速多极子算法加速技术的研究[D]. 陈明.南京理工大学 2012
[2]平台与天线的一体化电磁建模及工程实践研究[D]. 宗显政.电子科技大学 2008
硕士论文
[1]迭代物理光学及其快速算法研究[D]. 葛维刚.南京航空航天大学 2013
[2]基于缩比实验法的空心电抗器空间磁场研究[D]. 宫攀.山东大学 2013
[3]矩量法和物理光学法的混合算法及应用研究[D]. 田德元.西安电子科技大学 2012
[4]复杂舰船环境下电磁场分布特性研究[D]. 吴小川.哈尔滨工业大学 2010
[5]近似逆预条件子的研究[D]. 刘金妮.电子科技大学 2009
[6]电子系统的电磁耦合干扰研究[D]. 周琦.西安电子科技大学 2007
本文编号：2974100
本文链接：https://www.wllwen.com/kejilunwen/jingguansheji/2974100.html
