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FAST COMPUTATION OF WIDEBAND RCS USING CHARACTERISTIC BASIS FUNCTION METHOD AND ASYMPTOTIC WAVEFORM EVALUATION TECHNIQUE 被引量:3
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作者 Sun Yufa Du Yan Shao Yong 《Journal of Electronics(China)》 2010年第4期453-457,共5页
The Asymptotic Waveform Evaluation (AWE) technique is an extrapolation method that provides a reduced-order model of linear system and has already been successfully used to analyze wideband electromagnetic scattering ... The Asymptotic Waveform Evaluation (AWE) technique is an extrapolation method that provides a reduced-order model of linear system and has already been successfully used to analyze wideband electromagnetic scattering problems. As the number of unknowns increases, the size of Method Of Moments (MOM) impedance matrix grows very rapidly, so it is a prohibitive task for the computation of wideband Radar Cross Section (RCS) from electrically large object or multi-objects using the traditional AWE technique that needs to solve directly matrix inversion. In this paper, an AWE technique based on the Characteristic Basis Function (CBF) method, which can reduce the matrix size to a manageable size for direct matrix inversion, is proposed to analyze electromagnetic scattering from multi-objects over a given frequency band. Numerical examples are presented to il-lustrate the computational accuracy and efficiency of the proposed method. 展开更多
关键词 Method of Moments (MOM) Radar Cross Sections (RCS) Characteristic Basis Func-tion (CBF) method asymptotic waveform evaluation (awe) Multi-objects
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不确定参数目标电磁散射特性计算及评估
2
作者 赵敏 栾宇哲 +3 位作者 朱羽晞 何姿 郭单 丁大志 《电波科学学报》 CSCD 北大核心 2024年第5期941-957,共17页
针对非合作目标信息不完备,以及由于制作工艺、环境因素、人为因素等原因导致的目标几何外形、材料属性等不确定性现状,首先,介绍了基于泰勒级数展开的不确定性目标电磁散射特性分析方法。运用非均匀有理B样条(nonuniform rational B-sp... 针对非合作目标信息不完备,以及由于制作工艺、环境因素、人为因素等原因导致的目标几何外形、材料属性等不确定性现状,首先,介绍了基于泰勒级数展开的不确定性目标电磁散射特性分析方法。运用非均匀有理B样条(nonuniform rational B-spline surface,NURBS)建模方法,实现任意形状目标的外形构建;运用目标外形参数、介质参数提取技术,建立目标几何外形、介电参数与矩量法电磁积分方程的函数关系,由此计算出由外形、介质变化产生的电流变化量,进而分析几何外形、介质引入随机变量时,金属/介质/混合目标的电磁散射特性。其次,提出了一种基于渐近波形估计(asymptotic waveform evaluation,AWE)技术的高维不确定性目标电磁散射特性分析方法。通过伪谱法求解各阶导数,相较于公式求导能够节省大量推导和计算时间;运用Padé近似计算目标改变之后的最终电流,相较于基于泰勒级数展开的求解方法,能够准确计算更大的随机扰动量,相较于蒙特卡洛(Monte Carlo,MC)方法,提高了计算效率,且仿真与实测结果吻合一致。最后,利用反向传播(back propagation,BP)神经网络实现对不确定性目标散射特性的置信度和不确定度的智能化计算,证明了本文方法不仅能够准确有效地分析非合作目标的高维不确定性问题,而且大幅提高了计算效率。 展开更多
关键词 电磁散射 不确定参数 泰勒级数 渐近波形估计(awe) 反向传播(BP)神经网络
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基于预处理AWE技术的三维导体目标宽带RCS的快速计算 被引量:2
3
作者 夏灿 赵克明 孙玉发 《安徽师范大学学报(自然科学版)》 CAS 北大核心 2012年第4期340-343,350,共5页
应用渐近波形估计技术计算目标宽带雷达散射截面,可有效提高计算效率.然而当目标为电大尺寸时,阻抗矩阵求逆运算将十分耗时,甚至无法计算.本文使用Krylov子空间迭代法取代矩阵逆来求解大型矩阵方程,并应用双门槛不完全LU分解预处理技术... 应用渐近波形估计技术计算目标宽带雷达散射截面,可有效提高计算效率.然而当目标为电大尺寸时,阻抗矩阵求逆运算将十分耗时,甚至无法计算.本文使用Krylov子空间迭代法取代矩阵逆来求解大型矩阵方程,并应用双门槛不完全LU分解预处理技术降低迭代求解所需的迭代次数.数值计算表明:本文结果与矩量法逐点求解结果吻合良好,且计算效率大大提高. 展开更多
关键词 渐近波形估计 矩量法 不完全LU预处理 雷达散射截面
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应用FDM与AWE技术快速求解导体目标宽带RCS 被引量:1
4
作者 聂文艳 王仲根 盛涛 《安徽师范大学学报(自然科学版)》 CAS 2015年第2期144-148,共5页
渐近波形估计(AWE)技术是分析目标宽带有效数值方法之一,但该方法需要多次存储高阶频率导数阻抗矩阵,内存消耗大.本文将快速偶极子法与AWE技术相结合,只需存储近区场阻抗矩阵及其高阶频率导数阻抗矩阵,并且大大加速了在迭代求解过程中... 渐近波形估计(AWE)技术是分析目标宽带有效数值方法之一,但该方法需要多次存储高阶频率导数阻抗矩阵,内存消耗大.本文将快速偶极子法与AWE技术相结合,只需存储近区场阻抗矩阵及其高阶频率导数阻抗矩阵,并且大大加速了在迭代求解过程中的矩阵矢量乘积运算.与传统AWE技术相比,计算时间和内存消耗都得到了有效缩减,数值结果证明了本方法的有效性和精确性. 展开更多
关键词 矩量法 快速偶极子法 渐近波形估计 宽带雷达散射截面
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应用预处理AWE技术快速计算导体目标宽带RCS 被引量:1
5
作者 聂文艳 《计算机工程与应用》 CSCD 2013年第10期235-238,共4页
应用渐近波形估计技术计算目标宽带雷达散射截面(RCS),可有效提高计算效率。然而当目标为电大尺寸时,阻抗矩阵求逆运算将十分耗时,甚至无法计算。提出使用Krylov子空间迭代法取代矩阵逆来求解大型矩阵方程,应用双门槛不完全LU分解预处... 应用渐近波形估计技术计算目标宽带雷达散射截面(RCS),可有效提高计算效率。然而当目标为电大尺寸时,阻抗矩阵求逆运算将十分耗时,甚至无法计算。提出使用Krylov子空间迭代法取代矩阵逆来求解大型矩阵方程,应用双门槛不完全LU分解预处理技术降低迭代求解所需的迭代次数。数值计算表明,该方法结果与矩量法逐点求解结果吻合良好,并且计算效率大大提高。 展开更多
关键词 雷达散射截面(RCS) 渐近波形估计(awe) 不完全LU预处理 矩量法
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材料部分涂覆导体目标RCS计算的数值处理及AWE快速估计
6
作者 刘学观 郭辉萍 +2 位作者 殷红成 张向阳 黄培康 《应用科学学报》 CAS CSCD 2004年第4期479-482,共4页
从电场积分方程出发,以三角屋顶(RWG)函数为基函数导出了任意均匀各向同性材料部分涂覆导体目标矩量解的表达式,给出了矩阵元素的计算公式,提出了数值计算中应作的特殊处理,得到了材料涂覆导体目标RCS的一般计算公式,并利用渐近波形估计... 从电场积分方程出发,以三角屋顶(RWG)函数为基函数导出了任意均匀各向同性材料部分涂覆导体目标矩量解的表达式,给出了矩阵元素的计算公式,提出了数值计算中应作的特殊处理,得到了材料涂覆导体目标RCS的一般计算公式,并利用渐近波形估计(AWE)技术实现了材料部分涂覆导体目标电磁散射的宽频快速估计,从而提高了计算效率. 展开更多
关键词 RCS计算 快速估计 awe 渐近波形估计 电磁散射 电场积分方程 涂覆 导体 矩阵元 数值处理
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基于离散小波变换的AWE技术及其应用
7
作者 陈明生 孙玉发 张奕 《中国科学技术大学学报》 CAS CSCD 北大核心 2006年第5期472-475,561,共5页
提出一种将离散小波变换和渐近波形估计技术应用到矩量法中求解组合场积分方程的方法,再结合共轭梯度法和广义最小余量法,对平面波照射下任意形状二维电大导体目标的电磁散射特性进行分析,可实现目标宽带雷达散射截面的快速计算.组合场... 提出一种将离散小波变换和渐近波形估计技术应用到矩量法中求解组合场积分方程的方法,再结合共轭梯度法和广义最小余量法,对平面波照射下任意形状二维电大导体目标的电磁散射特性进行分析,可实现目标宽带雷达散射截面的快速计算.组合场积分方程的使用消除了内谐振问题.将计算结果与传统矩量法进行比较,结果表明,基于离散小波变换的AWE(asymptotic wave-form evaluation)技术在提高计算效率和节约存储空间方面具有明显优势. 展开更多
关键词 离散小波变换 渐近波形估计 组合场积分方程 共轭梯度 广义最小余量法
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用修正AWE法分析高速集成电路中互连线时域响应
8
作者 杨晓平 李征帆 《上海交通大学学报》 EI CAS CSCD 北大核心 2000年第6期741-743,共3页
当用波形渐进估值 ( AWE)法分析传输线电导为很小或近似为零的情况时 ,导数不存在或难于收敛 .基于多芯片组件 ( MCM)和印刷电路板 ( PCB)中介质相对损耗很小 ,即互连线电导很小或近似为零 ,通过修正 AWE法 ,用于模拟电导 G很小或近似... 当用波形渐进估值 ( AWE)法分析传输线电导为很小或近似为零的情况时 ,导数不存在或难于收敛 .基于多芯片组件 ( MCM)和印刷电路板 ( PCB)中介质相对损耗很小 ,即互连线电导很小或近似为零 ,通过修正 AWE法 ,用于模拟电导 G很小或近似为零的有耗传输线 ,这种方法是基于对传播常数函数有理近似 ,从而得到更简单形式的频域传输线电报方程 ,然后在频域通过模式匹配、Pade有理逼近 ,得到传递函数响应 ,最后结合递归卷积运算获取节点时域响应 .应用实例表明 ,这种方法具有较高精度 ,是进行高速 MCM。 展开更多
关键词 高速数字集成电路 互连线 时域响应 修正awe
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AWE方法分析近地偶极天线
9
作者 李太全 《长江大学学报(自科版)(上旬)》 CAS 2006年第1期13-15,共3页
针对傅里叶变换域内Green函数的特点,通过变量替换的方法,并借助外推算法,完成对阻抗矩阵及其阻抗矩阵的导数的计算,实现了媒质分层条件下的渐近波形估计(AWE)算法。数值试验结果表明,在考虑的整个频率范围内,适当选择几个频点,采用AWE... 针对傅里叶变换域内Green函数的特点,通过变量替换的方法,并借助外推算法,完成对阻抗矩阵及其阻抗矩阵的导数的计算,实现了媒质分层条件下的渐近波形估计(AWE)算法。数值试验结果表明,在考虑的整个频率范围内,适当选择几个频点,采用AWE方法可以快速地获得天线的宽带特性。 展开更多
关键词 矩量法 渐近波形估计(awe) 分层媒质
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应用复跳频和AWE技术快速计算目标宽带RCS 被引量:3
10
作者 王智军 孙玉发 《合肥工业大学学报(自然科学版)》 CAS CSCD 北大核心 2009年第5期759-761,共3页
对于任意给定的频段,单个频率展开点的渐近波形估计技术很难满足精度要求。文章将复跳频技术与渐近波形估计技术结合快速预估任意形状导电柱体的雷达散射截面,即通过一种简单的二进制搜索算法,自动选择渐近波形估计技术多个频率展开点,... 对于任意给定的频段,单个频率展开点的渐近波形估计技术很难满足精度要求。文章将复跳频技术与渐近波形估计技术结合快速预估任意形状导电柱体的雷达散射截面,即通过一种简单的二进制搜索算法,自动选择渐近波形估计技术多个频率展开点,实现对任意频段宽带电磁散射特性的精确分析。 展开更多
关键词 渐近波形估计 复跳频 雷达散射截面
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应用AWE技术和等效偶极子法快速计算目标宽带RCS 被引量:3
11
作者 杨帅帅 孙玉发 《计算物理》 EI CSCD 北大核心 2012年第3期406-410,共5页
将渐近波形估计(AWE)技术结合等效偶极子(EDM)法应用于任意三维导体目标宽带雷达散射截面(RCS)的快速计算.首先利用等效偶极子法实现阻抗矩阵的快速填充及其多阶导数矩阵的快速计算,并利用内外迭代近场预处理技术加速矩阵方程的求解,进... 将渐近波形估计(AWE)技术结合等效偶极子(EDM)法应用于任意三维导体目标宽带雷达散射截面(RCS)的快速计算.首先利用等效偶极子法实现阻抗矩阵的快速填充及其多阶导数矩阵的快速计算,并利用内外迭代近场预处理技术加速矩阵方程的求解,进而应用渐近波形估计技术实现宽带雷达散射截面(RCS)的快速计算.数值计算表明:本文方法在保证计算精度的前提下,提高了计算效率. 展开更多
关键词 渐近波形估计 等效偶极子法 预处理技术 雷达散射截面
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AWE在双负媒质宽频散射分析中的应用 被引量:1
12
作者 孙玉新 陈明生 +1 位作者 吴先良 杨梅 《电子与信息学报》 EI CSCD 北大核心 2011年第3期754-757,共4页
该文旨在利用渐近波形估计(AWE)技术来研究双负媒质(DNG)的电磁散射特性。文章首先从双负媒质(DNG)的本构关系出发,推导出DNG的PMCHWT方程,从而解出单频率入射波下的电流和雷达散射截面(RCS);通过对阻抗矩阵元素的处理,实现了阻抗元素... 该文旨在利用渐近波形估计(AWE)技术来研究双负媒质(DNG)的电磁散射特性。文章首先从双负媒质(DNG)的本构关系出发,推导出DNG的PMCHWT方程,从而解出单频率入射波下的电流和雷达散射截面(RCS);通过对阻抗矩阵元素的处理,实现了阻抗元素高阶导数的求解,成功的将AWE技术应用于DNG宽频电磁计算领域。计算实例表明:AWE计算的结果能很好地逼近精确解,同时大大提高了计算效率。 展开更多
关键词 雷达散射截面 双负媒质 Drude模型 PMCHWT方程 渐进波形估计
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应用渐近波形估计技术快速计算宽带雷达散射截面 被引量:12
13
作者 孙玉发 徐善驾 《红外与毫米波学报》 SCIE EI CAS CSCD 北大核心 2002年第6期469-472,共4页
将渐近波形估计技术应用到矩量法中 ,计算了任意形状二维理想导体目标的宽带雷达散射截面 .计算中使用矩量法和奇异值分解技术求解电场积分方程 ,得到一展开频率点的表面电流密度 ,通过Pad啨近似求出给定频带内任意频率点的表面电流密... 将渐近波形估计技术应用到矩量法中 ,计算了任意形状二维理想导体目标的宽带雷达散射截面 .计算中使用矩量法和奇异值分解技术求解电场积分方程 ,得到一展开频率点的表面电流密度 ,通过Pad啨近似求出给定频带内任意频率点的表面电流密度分布 ,进而计算出散射场和雷达散射截面 .奇异值分解技术的使用消除了电场积分方程的内谐振问题 .对数值计算结果与矩量法逐点求解的结果进行了比较 ,两者吻合良好 。 展开更多
关键词 快速计算 宽带雷达散射截面 矩量法 渐近波形估计 奇异值分解 电场积分方程
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AIM结合渐近波形估计技术快速分析目标宽带电磁散射特性 被引量:8
14
作者 王兴 龚书喜 +2 位作者 关莹 吕政良 马骥 《电子与信息学报》 EI CSCD 北大核心 2011年第8期1975-1980,共6页
该文将自适应积分方法(AIM)与渐近波形估计(AWE)技术结合快速计算了目标宽带雷达截面(RCS)。通过渐近波形技术实现快速扫频,利用自适应积分(AIM)稀疏存储稠密阻抗矩阵及阻抗矩阵的频率导数,并加速求解泰勒展开系数中的矩阵与矢量相乘计... 该文将自适应积分方法(AIM)与渐近波形估计(AWE)技术结合快速计算了目标宽带雷达截面(RCS)。通过渐近波形技术实现快速扫频,利用自适应积分(AIM)稀疏存储稠密阻抗矩阵及阻抗矩阵的频率导数,并加速求解泰勒展开系数中的矩阵与矢量相乘计算,提高了计算速度并降低了内存需求。通过结合自动微分技术,计算了该方法所需的格林函数关于频率的高阶导数。数值结果表明,与传统AIM逐点计算相比,该方法在不失精度条件下大大地降低了计算时间。 展开更多
关键词 电磁散射 自适应积分 快速傅里叶变换 矩量法 渐近波形估计 雷达截面
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渐近波形估计技术在三维电磁散射问题快速分析中的应用 被引量:16
15
作者 孙玉发 徐善驾 《电子学报》 EI CAS CSCD 北大核心 2002年第6期794-796,共3页
本文将渐近波形估计技术应用到矩量法中 ,计算了三维理想导体目标的宽带雷达散射截面 (RCS)和单站RCS方向图 .用矩量法求解电场积分方程 ,得到给定频率点、给定方向入射波照射下的导体表面电流密度 ,应用渐近波形估计技术分别得到频带... 本文将渐近波形估计技术应用到矩量法中 ,计算了三维理想导体目标的宽带雷达散射截面 (RCS)和单站RCS方向图 .用矩量法求解电场积分方程 ,得到给定频率点、给定方向入射波照射下的导体表面电流密度 ,应用渐近波形估计技术分别得到频带内任意频率点以及任意角度入射波照射下的导体表面电流密度 ,进而计算出宽带RCS和单站RCS方向图 .计算结果表明渐近波形估计技术与矩量法结合可以逼近矩量法逐点计算的结果 ,且计算效率大大提高 . 展开更多
关键词 矩量法 渐近波形估计 三维电磁散射 雷达散射截面
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快速分析非均匀介质体宽带散射特性的算法 被引量:2
16
作者 赵博 龚书喜 +1 位作者 王兴 董海林 《西安电子科技大学学报》 EI CAS CSCD 北大核心 2015年第5期80-85,共6页
应用渐近波形估计技术,快速分析了基于体积分方程的任意非均匀介质体的宽带电磁散射特性.对于任意非均匀介质体的散射分析,需要考虑介质分界面两侧体电流的法向不连续性,采用体积分方程并对电通量密度进行SWG基函数展开,很好地解决了这... 应用渐近波形估计技术,快速分析了基于体积分方程的任意非均匀介质体的宽带电磁散射特性.对于任意非均匀介质体的散射分析,需要考虑介质分界面两侧体电流的法向不连续性,采用体积分方程并对电通量密度进行SWG基函数展开,很好地解决了这个问题.而对于非均匀介质体的宽带散射分析,逐个频点计算雷达散射截面是非常耗时的,文中首先采用渐近波形估计技术,推导和计算阻抗矩阵和激励矢量的高阶导数,然后在给定频点对电通量密度进行展开,用padé逼近进一步展开带宽,可以快速预估频带内任意频点的电通量密度,进而获得非均匀介质体的宽带散射特性,大大减少了计算时间.最后通过数值算例验证了该方法的准确性与高效性. 展开更多
关键词 体积分方程 渐近波形估计 宽带散射
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渐近波形估算方法在金属导体部分元等效电路模型缩减中的应用 被引量:2
17
作者 潘启军 马伟明 +3 位作者 陈新刚 赵治华 孟进 张磊 《电工技术学报》 EI CSCD 北大核心 2008年第8期1-6,共6页
利用部分元等效电路(PEEC)对金属导体进行建模后,通过对角解耦求取系统缩减等效电路时会耗费大量的计算时间和计算机资源。因此,本文根据缩减系统总导纳和原始电路总导纳相等的关系,将两种情况下的总导纳对复频率s进行幂级数展开并令对... 利用部分元等效电路(PEEC)对金属导体进行建模后,通过对角解耦求取系统缩减等效电路时会耗费大量的计算时间和计算机资源。因此,本文根据缩减系统总导纳和原始电路总导纳相等的关系,将两种情况下的总导纳对复频率s进行幂级数展开并令对应的系数相等,得到了以解耦缩减等效电路参数为未知量的非线性方程。在此基础上,利用渐近波形估算方法(AWE)对系统进行缩减处理,给出了考虑集肤效应时独立于频率之外的解耦缩减等效电路模型,得到了对应的电阻及电感参数,并通过算例验证了该缩减方法的正确性。本文研究成果为PEEC方法和AWE模型缩减方法的广泛应用奠定了基础,具有较重要的理论和工程应用价值。 展开更多
关键词 金属导体 复频率幂级数展开 渐近波形估算方法 部分元等效电路 模型缩减
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一种应用于目标宽带RCS快速计算的高效预处理技术 被引量:7
18
作者 赵克明 孙玉发 《电子与信息学报》 EI CSCD 北大核心 2011年第4期992-996,共5页
矩量法常与渐近波形估计技术结合用于目标宽带雷达散射截面的快速计算,然而当目标为电大尺寸时,此种方法仍然十分耗时。该文使用一种基于可变内外迭代技术的Krylov子空间迭代法FBICGSTAB求解由电场积分方程离散得到的大型稠密矩阵方程... 矩量法常与渐近波形估计技术结合用于目标宽带雷达散射截面的快速计算,然而当目标为电大尺寸时,此种方法仍然十分耗时。该文使用一种基于可变内外迭代技术的Krylov子空间迭代法FBICGSTAB求解由电场积分方程离散得到的大型稠密矩阵方程。同时近场矩阵预处理技术将与双阈值不完全LU分解预处理技术结合用于降低FBICGSTAB的迭代求解次数。数值计算表明:在不影响精度的前提下,该文方法可以大大提高目标宽带雷达散射截面的计算效率。 展开更多
关键词 矩量法 渐近波形估计 可变内外迭代法 近场矩阵预处理
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基于渐近波形估计与混合粒子群算法的目标外形反演 被引量:2
19
作者 黄国荣 钟卫军 张吉广 《系统工程与电子技术》 EI CSCD 北大核心 2010年第5期937-940,共4页
提出了一种能同时重构多个导体目标外形的新方法——混合粒子群算法。利用矩量法和渐近波形估计技术求解电磁散射问题,以测量的散射场和计算散射场偏差作为目标函数,将待优化变量设置为目标的截面轮廓近似表达的三角级数形式的系数,通... 提出了一种能同时重构多个导体目标外形的新方法——混合粒子群算法。利用矩量法和渐近波形估计技术求解电磁散射问题,以测量的散射场和计算散射场偏差作为目标函数,将待优化变量设置为目标的截面轮廓近似表达的三角级数形式的系数,通过混合粒子群算法对待优化变量进行优化,使目标函数达到最小值来对自由空间中的散射体进行电磁成像。仿真结果表明,混合粒子群算法比伪群交叉算法具有更好的收敛性能和成像精度,具有较强的抗随机噪声干扰能力。 展开更多
关键词 电磁逆散射 伪群交叉算法 混合粒子群算法 收敛 渐近波形估计
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应用梅利逼近分析目标宽带电磁散射特性 被引量:1
20
作者 孙兵兵 陈明生 +1 位作者 吴先良 黄志祥 《合肥工业大学学报(自然科学版)》 CAS CSCD 北大核心 2009年第3期410-413,共4页
将最佳一致逼近理论引入到电磁散射宽带计算中,通过对给定频带内的切比雪夫节点和节点处目标表面电流的求解,获得了关于电流的最佳一致多项式逼近,并转化为有理逼近以提高计算精度。结合组合场积分方程,对任意形状三维导体目标的宽带电... 将最佳一致逼近理论引入到电磁散射宽带计算中,通过对给定频带内的切比雪夫节点和节点处目标表面电流的求解,获得了关于电流的最佳一致多项式逼近,并转化为有理逼近以提高计算精度。结合组合场积分方程,对任意形状三维导体目标的宽带电磁散射特性进行了分析,并与渐近波形估计进行了比较,结果表明:在不占用更多内存的前提下,所提方法大大提高了计算效率。 展开更多
关键词 矩量法 最佳一致有理逼近 渐近波形估计 宽带雷达散射截面
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