电磁问题中几种减少计算时间的方法和比较性研究

在电磁理论问题的求解中，往往会遇到大系统问题，如何减少大系统问题的计算时间是一个具有共性的重要课题，本文对求解大系统问题的几秒方法进行了介绍和比较性研究，其中包括矩量法，网络分解法，矩阵分块法和空域分解法，文章在简述了这些方法的原理之后，给出了用上述方法以及用普通的矩量法计算同一问题的计算时间和储存量，并且比较了各种方法的特点。     

一种新的混合方法在电磁散射计算中的应用

文中使用一种新的混合方法——网络分解技术与空域分解技术的混合方法计算了二维金属带条的电磁散射特性。这种新的混合方法结合了网络分解分空域分解两种方法的各自优点,与矩量法相比,不仅节省了机器的内存占用,同时也大大提高了计算速度。计算表明,对于解决大系统问题,它是一种比较有效的方法。     

电磁计算十大问题

本专栏文章旨在从雷达、隐身、精确制导、舰船、汽车等几大系统研制角度,提炼出十大电磁计算问题,并略述每个问题的研究进展,以及未来目标,为思考电磁计算未来发展方向抛砖引玉.     

三维介质目标电磁散射的一种计算方法

采用矩量法－共轭梯度－快速富立叶变换（ＭＯＭ－ＣＧＭ－ＦＦＴ）的混合技术来研究三维均匀介质和非均匀介质目标的散射问题。该方法是以等效电流作为未知函数建立积分方程,用ＭＯＭ将之转化为线性代数方程组,应用ＣＧＭ－ＦＦＴ进行求解。由于在计算中采用了ＣＧＭ－ＦＦＴ技术,降低了所需计算机内存和ＣＰＵ时间,可以有效地处理大尺寸三维目标的散射。所计算出的数据和解析结果相比较,吻合较好。结果证明,该方法适应性广,     

新型箔片云团双站电磁散射计算方法研究

提出了计算圆形、四边形金属箔片云团单箔片双站ＲＣＳ的方法，给出了极化变换和散射矩阵计算的具体公式，可用于大数量高密度箔片云团双站ＲＣＳ计算研究，并给出了数值结果。     

TLM方法在电磁散射问题应用中的一种新的平面波照射模型

本文就TLM方法在电磁散射问题中的应用，给出了一种具有辅助平面波源的新的计算模型，该模型具有简化计算过程并且占用较少内存的优点。     

基于GPU的图形电磁计算加速算法

本文利用现代图形加速卡中GPU(Graphics Process Unit)的可编程管线,实现了图形电磁计算(GRECO)方法.与原有的方法相比,在利用物理光学和物理绕射理论的基础上,计算速度提高了20倍左右.并且利用GPU实现了射线追踪算法,用于目标上多次散射的计算,使得GRECO方法可以快速计算具有凹腔结构目标的电磁散射.本方法对于目标识别和逆合成孔径成像等方面的研究具有重要的应用价值.     

电磁兼容性整改的几种方法

科学技术的发展使越来越多的电气和电子设备进入社会各个角落,电子技术渗透到各个方面。电气和电子设备的密度急剧增加,设备的发射功率越来越大,无线电频谱日益拥挤,致使有限空间的电磁环境日趋恶化,因此电磁兼容性是需要解决的关键问题。但由于我国电磁兼容起步比较晚,很多的电气和电子产品由于对电磁兼容性的考虑不足,致使一些电气和电子产品不合格,重新设计显然是不大切和实际的,所以电磁兼容性的改变显得比较重要了。下边就笔者在实际工作中对电磁兼容性的整改作个小结。首先,要根据实际情况对产品进行诊断,分析其干扰源所在…     

介质柱电磁极化散射的计算和分析

本文首次给出柱形体的一种有价值的极化散射矩阵Ｓ,定义,Ｓ,具有六个自由度,它包含了柱形体散射的所有信息,并给出计算平行极化ＲＣＳ的垂直极化ＲＣＳ等公式。从Ｓｓ也易于导出线极化基极化散射矩阵Ｓｔ和圆极化基极化散射矩阵Ｓｃ等。在此基础上本文将ＭｏＭ－ＣＧＭ－ＦＦＴ混降低了所需计算机内存和ＣＰＵ,提高了计算效率。本文以介质板柱体的极化散射为例进行了计算,所得结果与理论结果与及其它文献中的精确结果进行比较     

复杂目标近场电磁散射的可视化计算方法

首次介绍了复杂目标近场散射计算的可视化方法。采用非均匀有理Ｂ样条曲面（ＮＵＲＢＳ）精确构造任意形状散射体，结合几何体近场透视变换和Ｚ－Ｂｕｆｆｅｒ技术实现了基于Ｗｉｎｄｏｗｓ平台的近场散射计算。提出广义雷达散射截面的概念并给出的若干算例。该方法充分利用了计算机３Ｄ图形设备的几何运算能力，运算速度快，严谨高，可扩展性好。     

图形电磁计算法在双站散射计算中的工程扩展

鉴于GRECO法在电磁散射计算中具有快速、准确和可视化等特点,其在雷达目标单站RCS预估中有着广泛应用.对足够光滑的目标,当双站角较小时,可以单-双站等效原理分析其双站散射特性,但对于大双站角和复杂目标双站情况,GRECO法已不适用,而目前分析复杂目标双站RCS的CMT法和PEM法由于计算时间过长,很难满足工程设计的需要;本文给出一种新的GRECO扩展法以适应实时双站散射场分析的需求,应用GRECO、单-双站等效原理和Leonov公式,给出了适合复杂目标双站RCS计算的方法--GRECO扩展,仿真结果证明了此方法的正确性和实用性.     

一种计算复杂天线散射截面的新型快速方法

针对传统数值算法分析天线结构项单站雷达散射截面(Radar Cross Section,RCS)问题运算量大的缺点,基于压缩感知理论引入一种包含各个离散入射角度信息的新型激励源,借助有限元软件的建模分析功能,形成一种适用于处理复杂天线结构项单站RCS的快速算法.通过对单极子天线、角锥喇叭天线和抛物面反射天线等算例的仿真,验证了新算法处理复杂目标能力强、计算效率高的优势.     

快速计算电大尺寸目标双站电磁散射的方法

提出利用等效边缘电磁流方法快速计算复杂形体电大尺寸目标的双站ＲＣＳ。该方法运算速度快,考虑了边缘绕射和遮挡,计算精度高。在计算尖锥柱等典型散射体的ＲＣＳ的基础上,计算了一导弹模型在不同方位角下的双站ＲＣＳ,证实了本方法的可行性。     

复杂目标双站图形电磁计算

应用物理光学法（ＰＯ）与等效电磁流法（ＥＣＭ）分别计算了复杂目标双站散射中面元与棱边的散射场。在ＷＩＮＤＯＷＳ ＮＴ／９８微机平台上利用软件图形标准接口Ｏｐｅｎ ＧＬ和硬件图形加速卡对目标和背景像素进行实时显示和自动消隐,通过对各像素点的散射场计算和要位综合求得总散射场,从而将ＧＲＥＣＯ扩展为双站图形电磁学。数学模型和实例说明了本方法的正确性,对＊＊战斗机双站ＲＣＳ进行计算,对将来虚拟现实系统环境     

一种有效减少总场—散射场源电磁泄漏的方法

总场-散射场源是时域有限差分法(FDTD)最常用的激励源,但受时域有限差分法电场和磁场数值采样既不同位又不同时的影响,不可避免地会有入射波泄漏到散射场区,从而对计算结果造成影响。文中提出一种减少总场-散射场源电磁泄漏的方法,其基本原理是:在总场区和散射场区的连接界面附近,使用亚网格进行仿真,而在其它区域,使用主网格进行仿真。使用亚网格仿真时,空间步长和时间步长均明显小于使用主网格仿真时的空间步长和时间步长,从而可以明显减小在加入激励源时电场和磁场数值采样既不同位又不同时的影响,大幅度地改善计算结果。编程进行了数值实验,实验结果表明新方法在减少总场-散射场源电磁泄漏方面效果明显。     

图形电磁计算方法的改进

为了克服传统方法存在的无法对所有棱边进行精确识别的弊端,采用了一种图形电磁计算与模型分析相结合的计算目标RCS的新方法,从而改善了RCS计算的精度.采用了一种增强图形电磁计算通用性的方法,克服了传统的图形电磁计算中要根据实际目标的尺寸不断调整可视空间的尺寸的弊端,从而实现在视口中完全显示物体和对物体完成尽可能细密剖分的目的,大大增强了软件的通用性.     

一种计算多面体目标RCS的等效边缘电磁流公式

本文将Ａｏｄｏ计算平面目标物理光学（ＰＯ）场的等效边缘电磁流（ＰＯＥＥＣ）公式推广到能够计算复杂多面体目标的ＰＯ场，并对之修正，使该公式仅存在一个奇异点。这种ＰＯＥＥＣ和具有很少奇异点仅能计算边缘绕射场的等效边缘电流（ＰＴＤＥＥＣ）之和得到了能够计算散射总场且具有良好属性的ＧＴＤＥＥＣ。用导出的ＧＴＤＥＥＣ公式计算正方体和圆柱的双站ＲＣＳ，计算结果与实验和其它方法的结果吻合得到相当好，证实了ＧＴＤ     

电磁传播中大气衰减的一种工程计算方法

分析了电磁波在大气中衰减的计算问题，并针对衰减因子计算过程中的复杂的积分公式提出了一种简便的工程计算方法，计算结果与理论分析的结果基本是一致的。该工程计算方法是有效的，具有一定的工程应用价值。     

一种用于复杂目标高频电磁散射计算的高效方法

提出一种快速准确计算电大复杂目标高频电磁散射的方法.采用面片模型,对于不会造成二次反射的面片,用物理光学法直接计算其散射场;对于能够造成二次反射的面片,从其表面发出射线管,用弹跳射线法计算多次反射效应.还给出了典型目标单站雷达散射截面计算结果.通过与纯粹弹跳射线法、矩量法以及测量值的比较,验证了该方法的有效性和准确性.     

双时间步时域有限体积方法计算时变电磁场

双时间步被引入到时域有限体积解算器这一直接求解麦克斯韦方程组的高精度数值方法中.双时间步方法作为非定常时间推进技巧,时间精度由物理时间步长决定,稳定性要求由定常子迭代时间步长所满足,从而放松了通常显式时间格式和网格对物理时间步长的限制,达到节约计算量的目的.典型目标电磁散射计算表明:通过对物理时间步长、最大子迭代步数、子迭代收敛判据的合理选取,双时间步方法在保证计算精度的同时,能提高计算效率.