基于GPU的电磁计算与SAR回波仿真加速方法研究

电磁计算与SAR(Synthetic aperture Radar,合成孔径雷达)回波仿真算法在雷达系统设计、雷达算法验证与目标自动识别算法研究等方面起着重要的作用,针对传统的电磁计算与SAR回波仿真算法耗时过长的问题,本文提出了一种基于GPU(Graphic Processing Unit,图形处理器)的电磁计算与SAR回波仿真全流程加速方法。首先,将传统算法中的三个核心计算部分——射线跟踪、电磁计算与SAR回波仿真进行多线程划分,然后利用GPU通用计算平台,并行处理所有线程单元,加快仿真速度。最后,实验结果表明:该方法相对于单核CPU计算的加速比达到450左右,相对于10核心CPU计算的加速比达到50左右。该方法在保证生成数据与传统算法一致的前提下,实现了良好的加速效果。

基于电磁计算的同时极化雷达成像仿真

雷达信号的电磁(EM)仿真对新体制雷达技术的研究具有重要价值。文中针对新体制同时极化雷达(SPR)回波信号开展EM仿真,提出了快速仿真方法,并在此基础上进行了高分辨雷达成像。首先,利用FEKO构建了雷达目标在4π空间里所有入射角度下的宽带全极化EM散射数据库;接着,在推导SPR目标回波信号模型的基础上,基于优化最小化方法以最小化互补积分旁瓣电平为准则设计了H、V发射通道的正交互补序列波形。最后,根据实际雷达对目标的视角和频率范围以调用数据库的方式“装配”得到相应的雷达回波信号。为了进一步验证所提方法,该文以F22模型为例开展了SPR成像仿真实验,并通过Pauli分解分析了幅相误差对目标极化散射特性测量的影响。

绕线转子无刷双馈电机的电磁计算方法

为了快速准确计算绕线转子无刷双馈电机的运行性能,基于无刷双馈电机的等效磁路与电路,提出了一种新型电磁解析快速计算方法。以一台100 kW的绕线转子无刷双馈电机为例,通过对比计算与有限元仿真的结果,证明了此分析方法的快速性与准确性。

智能电磁计算的若干进展

自19世纪建立麦克斯韦方程以来,计算电磁学经历了百年的稳定发展,现已发展出有限差分法、有限元法、矩量法等数值算法和高频近似方法,是现代电子与信息领域的重要基石。近年来,人工智能技术经历了蓬勃发展,因其强大的建模和推理能力在电磁学界崭露头角,催生出智能电磁计算这一新兴研究方向,吸引了国内外众多科研工作者致力于该领域的研究,在电磁建模与仿真、电磁新材料和器件的分析与综合、探测与感知等领域涌现出很多优秀成果,为发展百余年的电磁学注入了新鲜血液。该文讨论了智能电磁计算的若干进展,为读者入门并了解该领域最新的研究成果提供有益帮助。

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.

基于ITS的短波链路频率指配与电磁计算

探讨了进行短波链路电磁计算的公式和主要参数,从理论上预测了A、B两城市间7月份短波链路的可用频段,给出了利用短波频率规划软件ITS进行短波链路电磁预测和链路性能估算的计算结果。

汉克尔自适应算法在电磁计算中的应用

对于地球物理电磁计算中常出现的贝塞尔函数积分,对比几种高精度的快速汉克尔长滤波系数的精度,选择出一种对于一般情况都表现较好的汉克尔滤波系数,在其基础上,进行一个自适应的截断,来计算相关核函数的积分问题。这样既能保证计算的精度,又能节省计算时间。通过计算实例表明,该算法在保证精度的前提下,相比汉克尔滤波直接计算方法,能够节省大量的时间,尤其对于积分核函数相对复杂的情况,节省时间量尤其显著。在地球物理数据计算量越来越繁琐的今天,该算法对节省计算机资源,具有可行性和实用性。

一种直接计算目标双站RCS的图形电磁计算方法

提出了一种结合图形电磁计算直接计算目标双站RCS的新方法。通过读取物体表面相对于入射方向和相对于散射方向的深度值,完成了对能产生散射场和绕射场的面和棱边的识别;修正了几何绕射场存在物理光学重复计算的问题,引入了物理绕射系数和等效电磁流相结合的方法。实例表明本文方法计算结果与文献结果吻合,从而证明本文方法的有效性。

复杂目标RCS可视化电磁计算方法的改进

复杂目标的电磁散射主要来源于面元及棱边,在照明区与阴影区交界处,相位出现快速变化,给图形电磁计算带来计算误差。棱边散射场计算中,单站增量长度绕射系数较简单,计算精度低。文章在不改变反射系数情况下,使用驻相法消除奇变效应。提出将等效电流绕射系数、物理光学绕射系数及并矢绕射系数,应用于棱边散射场图形电磁计算。从而提高了RCS计算精度。该方法对我国的隐身与反隐身技术及仿真技术的研究,具有重要的实用价值。

机械扫描天线电磁计算与距离像特征分析

针对主动雷达导引头对防空导弹武器系统制导雷达站检测与识别的需求,研究了机械扫描天线电磁散射特性的计算方法,并对其距离像特征进行了分析。首先采用图形电磁计算法对反射面天线的电磁散射特性进行了建模和计算,然后利用其宽频带雷达散射截面计算数据合成天线的一维距离像,进而对不同姿态下天线的距离像特征进行了分析。结果表明,由于天线的旋转,距离像序列的强度、宽度和位置呈现周期性的变化规律,从而为采用距离像序列对机械扫描天线进行识别以及对旋转周期和尺寸等参数的估计提供了可能。

短波地空通信链路电磁计算与仿真

基于短波地空通信链路复杂特性是研究短波地空通信的关键和难点等问题.介绍了短波地空通信链路特性,探讨了进行短波地空通信链路电磁计算的主要参数,并利用ITS软件系列进行短波地空链路的电磁仿真并得出计算结果.计算结果可显示到地理图上,协助拟定频率规划方案,并可得出相应的电磁性能.

基于目标图形电磁计算的复杂模型棱边识别

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新型计算目标RCS的方法,从而改善了RCS计算的精度,算例结果表明该方法可行。

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。

电磁计算在雷达设计中的应用及需求分析

随着计算电磁学和计算机技术的迅速发展,电磁计算在雷达设计中扮演着举足轻重的角色.本文分析了电磁计算在雷达设计中的应用,包括雷达天线设计、馈线及微波网络设计、天线罩设计以及复杂电磁环境雷达天线性能评估,并介绍了有限元法(finite element method,FEM)、矩量法(method of moment,MoM)和时域有限差分(finite-difference time-domain,FDTD)法三种常用的全波电磁仿真计算方法以及高频近似算法,最后讨论了雷达技术发展对电磁计算的新需求.

64位计算技术求解电大尺寸电磁计算问题

研究了64位计算技术求解电大尺寸电磁计算问题的能力。基于矩量法(MOM)的基本原理,利用C语言开发32位矩量法计算程序,给出算例验证程序的有效性。分析32位系统对程序的限制发现,对于电大尺寸问题,当内存需求大于2.2 GB时,32位程序无法计算。利用64位编程技术,开发了64位矩量法的计算程序。对比表明,64位技术能明显提高矩量法的计算范围,增强了矩量法求解电大尺寸电磁计算问题的能力。64位计算技术,提供了矩量法求解电大尺寸目标的另一种途径。

基于面向对象技术的变压器电磁计算优化设计

扼要介绍了面向对象技术的方法,分析了软件的数据结构,给出了系统的设计流程框图,并通过实例说明采用该技术对变压器进行电磁优化设计的好处。

三面角反射器多次散射图形电磁计算(英文)

利用物理光学 (PO)求解三面角反射器 (TCR)的多次散射场 ,计算结果突出表明了三面角反射器的多次散射贡献。同时利用图形电磁计算 (GRECO)来实现可视化实时计算 ,计算结果令人满意 ,具有重要的工程应用价值。

基于精确等值电路的异步电机第二版电磁计算程序

在国外电机电磁计算程序的基础上,通过电机基本理论分析,提出了精确等值电路及相应的计算方法、计算公式,完成了中小型(笼型和绕线转子)异步电机第二版电磁计算程序。阐述了第二版程序所采用的等值电路以及负载、空载性能、磁路等的计算方法。并与国内1971年版程序进行比较。

基于π型精确等效电路的三相异步电动机电磁计算程序改进及其探讨

本文分析了三相异步电动机精确等效电路和简化等效电路在设计计算中的主要区别,推导了所需公式,通过VB编程和算例,验证了方法的可行性和公式的正确性,并对有关问题进行了探讨。

永磁发电装置的结构设计及电磁计算

通过对永磁发电装置的结构分析,指出了设计永磁发电装置结构最佳方案的因素。通过电磁计算和分析设计永磁发电机各部件的主要数据,并利用MicrosoftVisualC++ 6. 0语言,编写了设计永磁发电装置的电磁计算程序,通过实例验证了设计思路及程序的可靠性,从而减少了设计的工作量。