基于国产矢网的梳状波发生器的研究

为打破国外技术封锁,满足对于混频器等非线性器件相位特性测试所采用的SMC+Phase方法过程中的稳定相位校准要求,基于国产矢量网络分析仪研究设计了一款具有自主知识产权的梳状波发生器。该梳状波发生器以STM32单片机为核心处理器,控制整个器件工作,并通过USB模块实现器件与矢量网络分析仪的数据交互。同时该梳状波发生器支持为扩展USB总线在测试仪器领域应用而制定的USB-TMC协议标准,使之具有良好的通用性,并简化了软件的开发流程。为方便产品发布后可以通过预留的通信接口对产品中的固件程序进行更新升级,支持IAP功能。通过实验测试,输出信号脉宽均值接近26 ps,结果表明该设备能实现稳定通信和提供准确的相位参考。

基于KNL众核处理器平台的并行矩量法性能优化

基于Intel第二代Xeon Phi代号为Knights Landing(KNL)众核处理器平台,利用MPI+OpenMP混合编程策略对并行矩量法(Method of Moments, MoM)进行了优化.利用OpenMP编程技术和KNL的计算资源,提高了CPU(Center Processing Unit)使用率;线程的引入,大幅度减少了矩阵填充过程中进程间的冗余积分;为发挥KNL的512位矢量宽度优势,通过向量化优化进一步提高了循环结构的执行效率;对计算密集型、CPU利用率高的矩阵求解过程,通过引入的OpenMP编程策略,减少了MPI(Message Passing Interface)通信时间,加速了求解.数值结果表明,通过在KNL众核处理器平台上的优化,可以极大地提升矩量法计算复杂电磁问题的效率.

基于国产众核超级计算机的6×10~5核并行矩量法

为实现电磁计算的安全可靠和自主可控,该文基于"天河二号"国产众核超级计算机平台,开展大规模并行矩量法(MoM)的开发工作。为减轻大规模并行计算时计算机集群的通信压力以及加速矩量法积分方程求解,通过分析矩量法电场积分方程离散生成的矩阵具有对角占优特性,提出一种新型LU分解算法,即对角块矩阵选主元LU分解(BDPLU)算法,该算法减少了panel列分解的计算量,更重要的是,完全消除了选主元过程的MPI通信开销。利用BDPLU算法,并行矩量法突破了6×10~5 CPU核并行规模,这是目前在国产超级计算平台上实现的最大规模的并行矩量法计算,其矩阵求解并行效率可达51.95%。数值结果表明,并行矩量法可准确高效地在国产超级计算平台上解决大规模电磁问题。

并行区域分解法分析千波长目标散射特性

为了在资源有限的条件下快速准确地分析电大尺寸目标的电磁散射特性,给出了一种并行非重叠非共形的基于积分方程的区域分解方法.在子区域内部以及子区域间耦合的计算采用并行多层快速多极子算法进行加速.针对多层快速多极子的八叉树结构,用改进的平面波自适应划分策略提高了并行效率.子区域间的耦合使用场迭代的方式计算,避免了存储互阻抗矩阵,进一步降低了内存需求.数值仿真实例表明,该方法可以高效地解决上千波长目标的散射问题.

混频器交调分量相位不对称机理研究

基于二阶记忆效应机制研究了混频器交调分量的相位不对称性机理。该研究是基于时变调制函数(TVMF)和多盒行为混频器模型(MBBM)提出的,这种相位不对称性表现在三阶交调分量的上下边带的相位相对于双音间距具有反向变化趋势。研究表明,基带调制和二次谐波调制是导致三阶交调分量上下边带的相位不对称的原因。但是,基带调制产生的三阶交调分量的上下边带相位具有相反变化趋势的机制与二次谐波调制造成的三阶交调分量相位具有相反变化趋势的机制不同,可以以此加以区分。最后,利用ADS对混频器的三阶交调分量上下边带的相位进行仿真,并结合实测结果验证了上述分析。