应用改进的快速偶极子法和特征基函数法分析导体目标电磁散射特性

该文提出了一种分析导体目标电磁散射特性的有效数值方法,该方法基于特征基函数法,将改进后的快速偶极子法与之相结合,把远场组间的矩阵矢量积转化为聚集-转移-发散的形式,从而加速次要特征基函数和缩减矩阵构建过程中的矩阵矢量相乘的速度。与传统的快速偶极子法结合特征基函数法相比较,在同等精度下,计算时间和内存消耗都得到了有效地缩减,数值结果证明了该方法的精确性和有效性。

介质目标电磁散射特性的多层特征基函数法分析

特征基函数法是近几年提出的一种基于分块和高阶基函数概念求解电磁散射问题的快速算法.为了更有效地分析电大尺寸多目标的电磁散射问题,将基于Foldy-Lax多径散射方程的特征基函数法扩展为多层特征基函数法,通过对子域进行多层划分来控制生成矩阵维数的大小和计算精度.应用多层特征基函数法计算了介质目标的远区散射场,数值结果与传统特征基函数法的计算结果吻合良好,且计算效率明显提高.

随机分布多目标电磁散射特性的特征基函数法研究

本文介绍了特征基函数法的基本原理,且应用特征基函数法分析了随机分布介质目标的电磁散射特性。本文的研究工作为今后进一步开展复杂随机分布目标电磁散射特性和宽带电磁散射特性的研究奠定了基础,而且对宽带和超宽带雷达的设计与开发,新型隐身材料的研究也都具有重要的参考价值。

应用通用特征基函数求解目标宽带雷达散射截面

基于特征基函数法提出了一种分析目标宽带电磁散射特性的快速有效数值方法.该方法在期望频段内,求出最高频率点的主要特征基函数和次要特征基函数并进行奇异值分解,生成通用特征基函数,该通用特征基函数能够在整个频段内重复运用,从而快速获得期望频段的目标电磁散射特性.应用自适应交叉近似算法加速阻抗矩阵元素的计算,提高次要特征基函数和缩减矩阵构建过程中的矩阵矢量相乘速度.与传统方法相比,计算精度和计算效率都得到了大大提高,数值结果证明了所提方法的精确性和有效性.

电磁散射研究中的自适应修正特征基函数法

该文提出了一种新的特征基函数法——自适应修正特征基函数法(Adaptively Modified Characteristic Basis Function Method,AMCBFM)。首先在分块子域上构建初次基函数,并计算出基函数的系数以及各块的初次电流;而后用块间互阻抗、各块的初次电流以及初次基函数系数的模来构造反映块间耦合的二次基函数,计算出其系数以及更为精确的电流,高次基函数的求解依此类推,应用一种新的精度判断方法方便地控制电流误差以停止计算更高次的基函数。讨论了不同模型时,不同特征基函数法的精度收敛性能,AMCBFM在基函数阶数较低时收敛性能优于已有的方法。还分析了在尽可能提高计算速度时分块数目与未知数个数的关系。数值结果表明,AMCBFM具有有效降低计算矩阵的尺寸,精度高,计算速度快,误差易控制等优点。

电磁散射数值分析中的特征基函数方法

研究了电磁散射分析中一种新颖的矩阵降阶技术--特征基函数(CBF)方法,并从理论和应用两方面对其进行讨论.基于模型分块以及高层级基函数的概念,首先构造散射体子块上的特征基函数,包括反映初始激励响应的一次基函数(PCBF)和反映不同子块之间互作用的高次基函数,来构成全局的矩阵方程.所得到的矩阵尺度仅与子块数量M有关,故极大的降低了传统矩量法中阻抗矩阵的尺度.由于基函数的构建充分考虑了子块间的相互耦合,因而得到的特征基函数较能真实地描述实际电流分布规律;通过求解全局方程确定M2待求量,即可得到较为精确的数值结果.

电大复杂目标电磁散射计算的特征基函数方法

特征基函数方法(CBFM)是一种针对矩量法利用区域降阶技术的快速直接求解方法,通过一组构造在子区域上的特征基函数(CBF)描述目标的未知电流,实现矩量法方程的降阶和快速求解。文章将CBFM用于求解电大复杂目标电磁散射问题,并详细分析了该方法的计算精度和计算效率。计算结果与测量值的比较验证了该方法的精确性和高效性。

新型特征模基函数构造加速目标电磁散射分析

针对特征模基函数法(CMBFM)在分析电大目标电磁散射特性时求解特征模基函数耗时长、缩减矩阵方程求解效率低等问题,提出一种新型特征模基函数构造方法。首先将目标划分为多个子域并扩展,分别计算每个扩展子域的特征模式,然后根据模式显著性筛选出有效模式作为特征模基函数,最后对特征模基函数进行奇异值分解增强基函数之间的正交性。应用新型特征模基函数构造的缩减矩阵的条件数得到显著降低,加快了缩减矩阵方程迭代求解速度。数值计算结果表明,与传统的CMBFM相比,该方法在分析电大目标电磁散射问题时,特征模基函数的构造效率和缩减矩阵迭代求解速度均得到显著提高,且具有较高的精确性。

基于特征基函数法的一维理想导体粗糙海面电磁散射快速算法研究

针对传统矩量法在处理具有较多未知量的理想导体粗糙海面电磁散射问题时对计算机内存的需求过大,耗时过长的缺陷,文中引入了特征基函数法,并根据Foldy-Lax多径散射方程构造特征基函数,首先只考虑离散子域本身的自相互作用构造主要特征基函数,然后考虑各离散子域间的互耦效应构造次要特征基函数,最后由主要特征基函数和次要特征基函数的加权叠加构造特征基函数.通过与传统矩量法仿真结果的对比,讨论了不同次要特征基函数的阶数或不同离散子域的个数对计算精度和计算效率的影响.仿真结果表明了本文所采用的算法能够在保证计算精度的前提下,减少计算时间,并能够通过离散子域尺寸的选取控制实际操作矩阵的维数.

改进的特征基函数法分析电磁散射问题

目标电磁散射特性分析具有重要意义,矩量法等数值方法是求解该类问题的重要工具。当待分析目标的电尺寸增大时,矩量法的内存需求和计算量随之快速增加,极大地限制了可求解问题的规模。宏基函数类方法通过在宏域上构造各种宏基函数,减少未知量数目,实现最终矩阵方程规模的缩减,使分析大规模问题变为可能。重点研究该类方法中近期获得较大发展的特征基函数法,结合物理光学法和球谐函数展开-多层快速多极子技术分析电磁散射问题。数值结果验证了改进的特征基函数法的准确性与高效性。

基于通用特征基函数的目标宽带RCS自适应计算

通用特征基函数法是分析目标宽带电磁散射特性的有效方法之一,但该方法在低频点应用最高频率点构造的特征基函数计算时存在大量的冗余计算。通过提出一种基于通用特征基函数法的目标宽带RCS自适应计算方法,将待分析频段自适应划分为多个子频段,并分别在每个子频段的最高频率点构造通用特征基函数,从而可以在各个子频段使用各自的通用特征基函数计算RCS,最后将各个子频段的RCS数据进行拼接,实现待分析频段宽带RCS的计算。与传统方法相比,该方法有效的减少了在低频点的冗余计算,减少了计算时间。数值计算结果证明了该方法的有效性和精确性。

应用超宽带特征基函数法快速计算目标宽带RCS

提出了一种快速求解目标宽带RCS的有效方法;方法将超宽带特征基函数法与最佳一致逼近相结合,首先求解出频率最高点处的特征基函数作为超宽带特征基函数,该基函数在每个切比雪夫节点能反复应用,大大节约每个切比雪夫节点处电流的求解时间,然后利用最佳一致逼近便可很快得到带宽内所有频点的电流分布信息,由此达到快速求解目标宽带RCS的目的;与传统超宽带特征基函数法相比,计算效率有了明显的提升,数值计算结果证实了该方法的精确性与有效性。

应用通用特征基函数法快速求解目标宽带RCS

提出了一种快速计算目标宽带RCS的有效算法。传统通用特征基函数法构造的特征基函数可以用于求解整个频段的电磁散射特性,但在求解低频点电磁散射特性时会加大计算的复杂度,从而增加RCS的求解时间。本文提出的一种基于通用特征基函数法的加速算法,该方法采用自适应计算技术降低了低频点的冗余计算。数值结果证明了该方法的有效性和精确性。

AMCBFM-MBPE快速分析三维目标的宽带宽角散射特性

宽带宽角特性是电磁研究领域具有重要意义的课题。文章旨在将自适应修正特征基函数法(AM-CBFM)与基于模型参数估计(MBPE)的技术结合来构造一种快速分析三维目标体宽带宽角电磁特性的混合算法——AMCBFM-MBPE。其中AMCBFM基于对目标体分块,并充分考虑了各分块间耦合度的不同,块间耦合激励通过一系列的系数来修正,收敛判据运用各阶基函数所得的电流来确定。而MBPE基于有理函数插值法。AMCBFM-MBPE技术通过自适应采样后,只需要得到采样点的信息即可求得区间上的电磁特性。比逐点计算目标体电磁特性的传统方法明显减少了采样点的数目。数值结果显示,该混合方法具有精度高、计算时间少、不需要多余存储空间等优点。

QR-AMCBFM技术快速分析电磁散射特性

提出了一种新的特征基函数法——自适应修正特征基函数法(AMCBFM),并将其与基于dual-MGS的QR分解技术结合,构造一种新的混合方法——QR-AMCBFM。该方法基于对目标体分块,并按一定的距离关系划分为近、远场两部分,用AMCBFM计算出每一块上的初阶电流。在计算高阶电流时,先对块间互阻抗矩阵进行QR分解以决定远场区的互阻抗可否舍弃;然后计算出高阶基函数以及电流系数。数值结果表明,QR-AMCBFM技术具有相当高的计算效率。

C_(2V)群寻基在矩量法求解二维电磁散射问题中的应用

针对横截面为双轴对称特征的散射柱,确定以柱各边的中心点共计4个群变换对称点,以此构成4个自然对称基函数.根据二维对称物体的对称特点构造出对称变换群,继而确定出该变换群的正规表示,将正规表示进行约化,根据所约化出的不可约表示,进而确定出以上述4个自然对称基的线性组合的线性独立归一的完备基,计算结果表明,以该基函数级数展开来描述散射体表面电流,具有收敛速度快、计算精度高等特点.

随机分布介质的多层特征基函数分析

文章采用蒙特卡罗法模拟出随机分布的介质目标,并应用多层特征基函数法计算了其远区散射场。多层特征基函数法与特征基函数法相比,能更高效地计算电磁散射问题。基于Foldy-Lax多径散射方程,将目标以及划分的子域进一步剖分为若干小子域,进而进一步降低待求矩阵的维数。模拟数值计算结果与传统特征基函数法的计算结果吻合良好,计算效率明显提高。

三维介质目标电磁散射特性的两种算法

本文采用传统矩量法与特征基函数法求解三维介质目标的电磁散射特性问题,针对这两种方法相互比较发现其优劣。

基于RWG基函数的伽略金法中奇异性积分的精确快速计算

利用电磁场积分方程的伽略金法求解理想导体电磁散射问题时需要计算奇异性的二重面积分(即4维积分).伽略金法的基函数和检验函数广泛采用RWG(RaoWiltonGlisson)矢量基函数.传统上采用奇异值提取技术和Duffy坐标变换法处理该奇异性积分,本文提出了一种更为精确和高效的计算方法,该新方法通过参数坐标变换、相对坐标变换、积分区域分解和广义Duffy坐标变换相结合的技术消除了被积函数的奇异性并降低了原4维奇异性积分的数值积分维数.通过计算实例证明该方法的精确性和高收敛特性.

应用改进的特征基函数法和自适应交叉近似算法快速分析导体目标电磁散射特性

特征基函数的构造是特征基函数法的关键步骤之一,传统方法在构造特征基函数时,需要在每个子域设置足够多的入射波激励,生成的特征基函数个数较多,奇异值分解时间较长.为了加快特征基函数的构造,本文提出了一种改进的特征基函数法.该方法充分考虑每个子域之间的耦合作用,求出每个子域的次要特征基函数,从而降低入射波激励的个数,大大减少了特征基函数的个数;并且结合自适应交叉近似算法加速阻抗矩阵元素的计算,提高了次要特征基函数求解和缩减矩阵构建过程中的矩阵矢量相乘的速度.数值结果证明了本文方法的精确性和高效性.