基于随机平均梯度下降和对比源反演的非线性逆散射算法研究

采用非线性对比源反演(CSI)算法求解电磁逆散射问题时,在每次迭代过程中都涉及到求解散射场数据关于对比源和总场的微分,即Jacobi矩阵,该矩阵求解导致算法存在计算代价大和收敛速度慢等问题。该文在CSI框架下,采用一种基于随机平均梯度下降的对比源反演算法(SAG-CSI)代替原来的全梯度交替共轭梯度算法来重构介质目标介电常数的空间分布信息。该方法在每次迭代中只需计算随机抽取的部分测量数据在目标函数中的梯度信息,同时目标函数对未抽中的测量数据的梯度信息保持不变,用以上两部分梯度信息共同求解出目标函数的最优值。由模拟数据结果表明,该方法与传统CSI方法在成像精度相比拟的情况下,降低了计算代价并提高算法收敛速度。

     

外开槽同轴波导传播特性

 根据满足边界条件的一系列电磁场方程,采用场匹配法,详细推导了外开槽同轴波导的特征方程。在外开槽同轴波导光滑内同轴半径等于零的情形下,即变成外开槽圆波导,得到其特征方程。数值模拟了外开槽同轴波导及外开槽圆波导中TE₀₁模式的传播特性,得到了不同尺寸外开槽同轴波导开槽间隙半张角和槽深与特征根的变化关系。结果表明:开槽越深,间隙半张角越小,特征根值越小。     

设计和仿真无线局域网设备天线

对带有开关电路的2.4 GHz极化分集印刷天线进行电磁场及电磁场与电路协同仿真 通过采用极化分集技术,可以用低成本PCB基片制造具有良好接收机性能的无线局域网设备(WLAN)天线.本文将描述如何使用最新的三维电磁场(EM)仿真工具来设计和仿真一对2.4GHz正交极化的印刷偶极子天线,同时预测表面电流和相关的远场辐射图.     

一般匀强电磁场中电荷的相对论性运动

将电荷在匀强电磁场中的运动从电磁场正交推广到非正交的一般情形,且在相对论情形下进行了一般讨论.然后将一般结果用于初始时静止的电荷,得到其运动学方程,并讨论了各种特殊情况,包括两种非相对论近似及对应的相对论修正.     

在三层介质中运动的时谐水平偶极子产生的电磁场

 为了使舰船轴频电磁场能被真正应用于新型水雷武器引信,本文求解了在三层介质中运动的时谐水平偶极子在固定场点产生的电磁场.求解过程分为两步,首先求解静止时谐偶极子在介质中的固定场点产生的电磁场,然后通过狭义相对论的洛仑兹变换,得到匀速运动的时谐电偶极子在固定场点产生的电磁场.以浅海中低速运动的极低频时谐水平偶极子为例,对其产生的电磁场进行了数值计算,并且通过对比分析不同条件下的计算结果得出了一些有价值的结论.最后通过将计算结果与试验数据的对比,验证了本文的实用性和正确性.     

一种求解电磁位差分方程组的快速收敛方法

本文根据电磁位差分方程组系数矩阵对角元素占优以及稀疏性的特点,将直接求解一维线性方程组的追赶法与迭代法相结合,发展了一种准直接法。该方法对计算机内存的要求小于直接法,而收敛速度快于连续超松驰迭代法,适用于计算各种静态电磁场的有限差分解。文中介绍了准直接法的基本原理与特点,并与连续超松弛方法进行了比较。     

轴对称非静态电荷电流分布轴外场的交替迭代

在轴对称非静态电荷电流分布的情况下,利用麦克斯韦方程组和轴对称性,给出了计算轴外电磁场的交替迭代法.     

瞬态电磁场测试的无源电光式传感器

介绍了一种用于瞬态电磁场测试的无源电光式传感器及其应用系统,其信号输入动态范围约为60dB,频率响应范围为10kHz～700MHz,这种探头部分无源化的传感器具有抗电磁干扰能力强、体积小等优点,可用于复杂电磁环境下或小空间内的脉冲电磁场测量。     

静电放电火花产生的电磁场特征分析

静电放电(ESD)产生的电磁脉冲(EMP)会对电子系统的正常工作造成严重的干扰,甚至造成系统的损伤.故提出了一种修正的ESD火花电偶极子模型,并用此模型定性地分析了ESD火花产生的电磁场的特征,得出的-些结论对进一步研究ESD的电磁防护措施提供了有益指导.     

基于Maxwell-Rivlin-Ericksen理论的MRM本构关系的算法探究

从Maxwell电磁场理论出发,得到磁流变材料的电磁学本构方程,基于Rivlin-Ericksen理论,结合质量守恒定律及动量守恒定理,提出了普适的磁流变材料Cauchy应力σ的一种本构关系.与牛顿粘性流体及热力学第二定律相结合确定了算法中磁流变材料本构关系的基本参数.以平行板间磁流变材料运动为算例,计算结果验证了本模型切实有效.最后与美国Lord公司配置的典型磁流变材料MRM-132LD结果进行比较,结论吻合良好,希望该工作能有力推动磁流变材料的迅猛发展.