矩量法分析埋地三维目标的近场电磁散射

采用混合位积分方程（MPIE）和基于RWG基函数的矩量法分析计算了埋地三维目标的近场电磁散射问题,利用二级离散复镜像（DCIM）和广义函数束（GPOF）相结合的方法求解近场Sommerfeld积分,很好地解决了多层媒质中电磁散射计算中的棘手问题,其方法简练、精确、高效,数值分析结果与有关文献吻合很好,证实了该方法的正确性和通用性。此外,该文还通过计算比较了不同观察点、不同目标埋地深度及不同地层媒质参数的电磁散射特性。     

地下三维目标电磁散射的矩量法计算

该文给出了一种用层状介质中的混合势积分方程(MPIE)和基于RWG基函数的矩量法计算地下三维目标电磁散射的精确快速实施方法。对MPIE的RWG矩量法的开发、计算性能做了研究,尤其是对其中的多个不同形式的Sommerfeld积分的快速全波数值离散复镜像计算方法做了仔细研究。该文的实施方法退化到自由空间后的计算结果与解析解Mie Series吻合的很好,而且地下平板的计算结果也与以往公布结果吻合得很好,证实了该文实施方法的可行、高效、精确。除此以外,该文还计算了其它形状目标在不同大小、不同埋藏深度、以及不同地层媒质下的电磁散射特征。     

复杂目标电磁散射特性分析中的几何建模

利用积分方程方法进行复杂导体目标电磁散射特性分析必须综合考虑电磁问题的几何外形的共同建模，几何建模是电磁建模的基础，直接关系到电磁计算的精度与复杂度。建立复杂目标的几何外形需按照一定的原则对目标进行网络划分。本文针对复杂导体目标提出了几何建模和网格划分的原则，利用ANSYS的APDL语言建立了复杂目标的几何模型，以roof-top基函数和曲面RWG基函数为例，给出了符合电磁计算要求的几何数据。     

平面分层介质结构的空间域格林函数近似解

本文详细描述了用离散复镜像法求解平面分层介质结构的空间域格林函数的过程,指出传统离散复镜像法中存在的不足之处。给出了采用现代谱估计技术中的矩阵束法代替Ｐｒｏｎｙ 法,并通过改变Ｓｏｍ ｍ ｅｒｆｅｌｄ 积分路径,进行多级近似的改进方法。该方法避免了预先研究谱域格林函数的性态和繁琐的提取极点的过程,提高了计算效率和稳定性。     

金属介质混合目标电磁特性的快速分析

将自适应积分算法与基于体面混合积分方程的矩量法相结合快速分析任意结构金属/介质混合目标的电磁散射和辐射特性.通过将传统矩量法的阻抗矩阵分为两部分且采用不同的方法进行处理计算,提高了矩量法的计算速度并大幅度缩减了需要的计算机内存占用量.最后,分别用传统的矩量法与结合自适应积分快速算法的矩量法计算了三个典型例子,通过比较充分说明了文中方法的有效性.     

嵌地线天线的辐射特性分析

采用混合位积分方程结合矩量法对嵌地线天线进行了分析, 讨论了Sommerfeld积分、阻抗矩阵元素及辐射场的计算等关键技术, 仿真计算了嵌地线天线的辐射特性, 并和FEKO软件的计算结果进行比对, 验证了分析方法的正确性.与FEKO等电磁软件相比, 文中方法在分析跨嵌电磁目标时, 其计算效率具有明显的优势.     

电磁散射与辐射问题中的混合基函数矩量法

三维散射与辐射问题通常采用电场积分方程(EFIE)结合矩量法(MoM)求解，而基函数是决定矩量法精度和效率的重要因素。本文针对采用三角形网格剖分会引起未知元过多而采用四边形网格剖分会因为网格质量变差而影响计算精度的问题，提出一种基于三角形与四边形混合网格的混合基函数，应用于散射体RCS和天线阻抗特性计算。结果表明，相比于三角形剖分，混合基函数能够在减少未知元个数的同时获得较高的精度；另外也解决了基于单纯四边形网格的基函数在网格质量较差的情况下不能准确模拟表面电荷的问题。     

用时域积分方程法计算介质目标的电磁散射

本文应用时域积分方程法计算介质目标的散射场，并以球体和带球帽的圆柱体为例给出了沿轴向入射平面波的电磁散射结果，与实际测试结果非常一致，值得指出的是，虽然本文给出的介质目标具有平面对称性，但该方法适用于任意形状的目标。     

半空间环境中任意位置三维导体目标的电磁建模

采用基于混合位积分方程的数值方法对半空间环境中任意位置(包括界面上方、下方以及跨界面情形)的三维导体目标进行电磁建模,并通过以下两个途径来提高求解效率:一是优化阻抗矩阵的生成过程来避免格林函数的重复计算;二是在不同场源距离区域使用不同的索末菲积分计算方法(包括折合积分路径方法、最陡下降路径方法以及离散复镜像方法)来提高格林函数的单次计算效率.数值结果表明,该方法能方便地对半空间环境中任意位置目标电磁辐射与散射进行精确数值计算,同时具有较高的计算效率.     

粗糙海面上三维金属目标的电磁散射特性分析

该文采用矩量法(MoM)计算粗糙海面上三维金属目标的电磁散射特性。计算了位于半空间媒质中的电偶极子和磁偶极子的矢量位并矢格林函数和标量位格林函数,并将其应用于矩量法中。把海水视为下半空间媒质,粗糙海面为位于上半空间中的介质表面。通过建立介质和金属混合目标的积分方程,并采用迭代方法求解矩阵方程以得到该模型的散射特性,数值结果验证了本文方法的有效性。     

半空间跨界面目标电磁散射的精确建模与高效计算

利用混合位积分方程对跨界面导体目标电磁散射进行精确建模与高效计算.通过引入适当的半空间并矢格林函数来满足目标跨界面时要求的特殊边界条件,从而简化数值离散过程.对阻抗矩阵的生成过程进行优化,并结合格林函数的列表与空间插值,来提高阻抗矩阵的生成速度.上述方法可以用来对跨界面目标电磁散射进行精确建模,同时很大程度上克服了由于目标跨界面而导致的数值计算上的困难.     

基于面元法的陆海交界复合粗糙面电磁散射研究

针对海陆交界处由于电磁特性复杂难以建立电磁散射模型的问题,提出了一种基于面元法的电磁散射计算方法.该方法首先对陆地区域采用指数谱建模,对海面区域采用文氏谱建模,并采用加权反正切方法建立陆海交界处的三维几何模型;其次对陆地和海面区域分别根据粗糙度的不同进行三角剖分,对每个三角面元设置不同的电参数,并采用积分方程模型(IE...     

高效求解任意非常规目标电磁散射的修正电场积分方程方法

本文研究了一种可以高效求解任意非常规目标电磁散射的修正电场积分方程方法.借助磁场积分方程主值项的提取,加入到传统电场积分方程中,将传统的一次迭代求解过程转变成逐渐逼近真解的内外两层迭代.其外层迭代不断刷新电流,最终得到精确解.加入磁场主值项的修正电场积分方程显著降低了条件数,同时保留了原电场积分方程普适性强,可用于处理任意非常规目标的优点.对于每一外层迭代步中电流的求解,本文采用了加速矩阵矢量相乘的多层快速非均匀平面波算法,形成高效的内层迭代求解.数值结果表明,该方法在保证精度的同时,可以显著降低问题的求解时间.     

适用于电磁混合源散射求解的新型积分方程数值方法

含腔导电目标电磁散射的混合场积分方程求解方法中,将出现电场积分方程算子和磁场积分方程算子同时作用于待求混合源的复杂情况,使计算复杂度大为提高.本文导出"均衡混合场积分方程"及其数值方法,使作用于电流和磁流的积分算子完全相同,大大简化了计算.均衡混合场积分方程与多层快速多极子方法(MLFMA)结合使用,可以方便地求解含腔导体目标的电磁散射.本文给出的数值实例充分证明了这一方法的高精度和高效率.     

E-P-AMCBFM分析介质与PEC混合体的电磁散射

使用基于表面积分方程的矩量法来分析介质与理想导体混合体的电磁散射是计算电磁学的一大热点。对理想导体目标体表面建立电场积分方程,在介质目标体表面建立PMCHW方程组,与基于矩阵分块技术的自适应修正特征基函数法结合,对介质涂敷理想导体目标体的电磁散射进行分析,将其称之为EFIE-PMCHW-AMCBFM(E-P-AMCBFM)。并讨论不同参数如基函数阶数,矩阵块间重叠区域等对计算效率的影响,数值结果表明E-P-AMCBFM对于处理介质-理想导体混合体的电磁散射问题具有较高的精度和效率。     

基于阻抗边界条件建模的涂敷目标电磁散射分析

针对飞行器上常用的涂敷吸波材料结构开展电磁散射数值建模和散射特性分析。利用涂敷结构表面电磁场的阻抗边界条件,建立表面电流和表面磁流的新型积分方程形式,并利用快速算法进行求解。数值结果表明:该型积分方程在不增加额外计算量和存储量的条件下,显著改善了迭代求解收敛性,为复杂涂敷结构的电磁散射分析提供了快速、可靠的技术途径。     

TD‐CFIE Formulation for Transient Electromagnetic Scattering from 3‐D Dielectric Objects

In this paper, we present a time domain combined field integral equation formulation (TD‐CFIE) to analyze the transient electromagnetic response from dielectric objects. The solution method is based on the method of moments which involves separate spatial and temporal testing procedures. A set of the RWG functions is used for spatial expansion of the equivalent electric and magnetic current densities, and a combination of RWG and its orthogonal component is used for spatial testing. The time domain unknowns are approximated by a set of orthonormal basis functions derived from the Laguerre polynomials. These basis functions are also used for temporal testing. Use of this temporal expansion function characterizing the time variable makes it possible to handle the time derivative terms in the integral equation and decouples the space‐time continuum in an analytic fashion. Numerical results computed by the proposed formulation are compared with the solutions of the frequency domain combined field integral equation.     

任意形状单元有限微带阵列的电磁散射分析

提出一种有限微带阵列电磁散射特性分析的有效方法。该法采用有限阵格林函数与矩量法相结合的方法，有效地解决了矩量法在大型阵列电磁特性分析中的计算效率问题；通过选取RWG基函数，使该法适用于任何单元形状的微带阵列。文中计算了矩形、十字形及圆形单元微带阵列的雷达截面，并与常规矩量法和参考文献的计算结果进行了比对，验证了该方法的有效性。     

粗糙表面电磁散射系数数字方法分析与比较

回顾了随机粗糙表面电磁散射特性计算方法的特点,分析对比了各类积分方程法和微分方程法的核心算法,着重讨论了矩阵分裂算法的计算效率,以及时域有限差分法求解色散粗糙面宽带散射特性的有关问题,指出了粗糙表面散射系数的计算和选择方法。