面向多尺度复杂场景的高效电磁仿真算法研究

发布时间：2021-01-31 14:39

　　随着电磁理论算法与计算机技术的快速发展,计算电磁学在科学研究和现实生活中的应用越来越广泛,现实的复杂场景对电磁仿真工具在精度与效率上的要求也越来越高。根据场景的几何尺寸与仿真电磁波波长的比例关系,也称为电尺寸大小,场景具有电大和电小尺寸之分。电磁仿真算法在不同电尺寸场景下面临不同的复杂问题,例如在电小尺寸场景中电磁目标具有精细复杂的几何结构、非均匀各向异性的电磁材料、多单元的周期结构等特性,往往需要通过精确的低频数值算法进行求解;在电大尺寸场景中规模庞大的电磁环境具有复杂多变性,例如地面环境中树木植被的遮挡与四季变化,城市环境中建筑密集、材质多样等,此时高频近似方法更能适应此类电磁环境的仿真与建模。面对上述的挑战,本文主要研究面向多尺度复杂场景的高效电磁仿真算法。针对不同尺度的场景采用不同的电磁算法进行仿真,在电小场景中,主要研究复杂目标的电磁散射特性分析,提升了低频矩量法（MoM）在分析周期结构目标和非均匀有耗介质目标的数值性能;在电大场景中,主要研究复杂城市环境的无线传播模型,改进了高频近似算法在基于面元和点云数据建模的信号传播仿真系统的不足。在不同尺度场景中,本文在保证仿真可靠精... 

【文章来源】：浙江大学浙江省 211工程院校 985工程院校 教育部直属院校

【文章页数】：148 页

【学位级别】：博士

【部分图文】：

图１．２本文的组织结构??第１章为绪论，简单地介绍了计算电磁学领域及其现实应用，着重阐述了在??不同尺度场景下，关于复杂目标电磁散射特性分析与复杂城市环境信号传播建模??

?１?（?ＰＥＣ?Ｊ??图２．１?ＰＥＣ目标体电磁散射示意图??？?Ｉ??画＿＿＿??■ＩＢ??ｍｍ??—?爾，…??图２．２目标体的三角网格剖分示意图??目标的表面，Ｈ表示朝外的法向量。根据边界条件，在ＰＥＣ表面的切向电场满足??ｔ（ｒ）－Ｅ＇ｖ（ｒ）?＝?－ｔ（ｒ）－Ｅ，（ｒ）?（２－１０）??其中ｔ（ｒ）表示表面切向方向矢量。则基于格林函数的Ｓｔｒａｔｔｏｎ－Ｃｈｕ方程可以推导??得到如下的电场积分方程（ＥＦＩＥ）『６６１??１８??

？?Ｉ??画＿＿＿??■ＩＢ??ｍｍ??—?爾，…??图２．２目标体的三角网格剖分示意图??目标的表面，Ｈ表示朝外的法向量。根据边界条件，在ＰＥＣ表面的切向电场满足??ｔ（ｒ）－Ｅ＇ｖ（ｒ）?＝?－ｔ（ｒ）－Ｅ，（ｒ）?（２－１０）??其中ｔ（ｒ）表示表面切向方向矢量。则基于格林函数的Ｓｔｒａｔｔｏｎ－Ｃｈｕ方程可以推导??得到如下的电场积分方程（ＥＦＩＥ）『６６１??１８??

【参考文献】：
博士论文
[1]综合弹跳射线法的复杂电磁环境仿真计算研究[D]. 梅晓蔚.浙江大学 2017
[2]多层介质目标及介质覆盖金属目标的电磁散射特性分析[D]. 牛雪.电子科技大学 2015
[3]基于图形硬件的快速电磁计算方法与系统[D]. 陶煜波.浙江大学 2009



本文编号：3011067