有限周期结构电磁散射快速算法研究

发布时间：2021-06-07 16:19

　　周期结构在微波工程上有广泛的应用,如频率选择表面、阵列天线、光子带隙、电磁带隙等。因而,快速而准确地分析有限周期结构一直是计算电磁学领域的一个热门话题。虽然可使用常规的数值方法来分析有限周期结构,但是他们通常未针对有限周期结构做有效的处理,导致求解效率往往低下。本文研究了一种快速准确求解有限周期电磁结构散射问题的算法。该算法不仅能降低阻抗矩阵的存储量,还能显著提高算法的计算效率。理论研究表明该算法存储量复杂度为O（N）,其计算量复杂度为O（N log N）,此外该算法不会带来额外的误差。该方法不仅能处理金属问题,也能处理复杂媒质问题,既适用于面积分方程,也适用于体积分方程。首先,本文介绍了金属目标电磁散射的矩量法,推导了电场积分方程的有关公式,还给出了阻抗矩阵元素奇异项的处理方法。接着,本文在第三章重点研究了有限周期结构的电磁散射问题,建立了采用快速傅里叶变换方法提高矩量法效率的新方法。利用周期结构的几何重复性和格林函数的平移不变性,本章研究了一维有限周期结构的快速傅里叶算法,并对其进行改进,提出了二维和三维有限周期结构电磁散射的快速傅里叶新算法。其基本原理是把矩量法阻抗矩阵转换为To... 

【文章来源】：西安电子科技大学陕西省 211工程院校 教育部直属院校

【文章页数】：84 页

【学位级别】：硕士

【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
    1.2 研究现状
    1.3 本文主要研究工作及文章的结构安排
第二章 矩量法
    2.1 表面积分方程
    2.2 矩量法基本原理
    2.3 基函数和测试函数的选取
    2.4 离散积分方程
    2.5 雷达散射截面的获取
    2.6 本章小结
第三章 有限周期结构的快速傅里叶算法
    3.1 循环矩阵的矩阵向量积算法
    3.2 Toeplitz矩阵
    3.3 一维有限周期结构
    3.4 二维有限周期结构
    3.5 三维有限周期结构
    3.6 算例
    3.7 小结
第四章 有限周期结构的高阶矩量法-FFT算法
    4.1 高阶矩量法
    4.2 高阶插值型矢量基函数
    4.3 奇异性处理
    4.4 高阶矩量法与快速傅里叶算法的混合算法
    4.5 算例
    4.6 本章小结
第五章 复杂媒质有限周期结构的不连续伽辽金快速算法
    5.1 体积分方程
    5.2 分段常数向量基函数
    5.3 不连续伽辽金方法与快速傅里叶算法的混合算法
    5.4 算例
    5.5 本章小结
第六章 总结与展望
    6.1 工作总结
    6.2 工作展望
参考文献
致谢
作者简介


【参考文献】：
期刊论文
[1]阻抗型FSS在阵列天线RCS减缩中的应用[J]. 王帆,龚书喜,王夫蔚.  西安电子科技大学学报. 2016(04)
[2]二维电磁晶体带隙结构的PWE法分析[J]. 付树洪,田海林,童创明,李西敏.  空军工程大学学报(自然科学版). 2008(04)
[3]有限周期电磁结构的区域分解快速算法[J]. 安翔,吕志清.  计算物理. 2007(04)
[4]基于GMRES的多项式预处理广义极小残差法[J]. 全忠,向淑晃.  计算数学. 2006(04)
[5]PBG结构在微波领域的应用[J]. 张友俊,侯继红,李英.  电讯技术. 2004(06)
[6]电磁散射场和雷达散射截面积的计算[J]. 薛晓春,李宗瑞,朱自强,董金明.  北京航空航天大学学报. 1998(02)

硕士论文
[1]物理光学算法在电大尺寸目标电磁散射中的应用[D]. 雷浩.西安电子科技大学 2018
[2]锥面FSS天线罩的高阶矩量法建模及计算[D]. 姜雪松.西安电子科技大学 2017
[3]基于体积分方程方法的低频近场问题的数值模拟[D]. 靳连根.电子科技大学 2015
[4]体面积分方程矩量法及其在电法测井中的应用[D]. 罗利滨.电子科技大学 2015
[5]复杂媒质电磁特性的体面积分方程分析[D]. 陈锋.南京理工大学 2013
[6]大规模周期结构电磁散射SED高效精确分析[D]. 刘辰.南京航空航天大学 2012
[7]金属各向异性介质组合目标电磁散射分析的矩量法研究[D]. 邹克利.电子科技大学 2012
[8]高阶矩量法在电磁计算中的应用研究[D]. 杨梅.安徽大学 2011
[9]表面积分方程结合并行MLFMA分析导体介质复合目标的电磁散射问题[D]. 巩露露.南京理工大学 2010



本文编号：3216903