特征模基函数法结合ACA算法求解电大目标双站RCS

针对传统矩量法(MoM)在分析电大目标电磁散射特性时存在内存需求大、求解效率低的问题,提出一种基于分块理论的特征模基函数法结合自适应交叉近似算法(ACA)快速求解电大目标双站雷达散射截面的方法。首先,将目标剖分为多个子域,实现未知数的离散和矩阵维数的降维,通过分别求解各子域的特征模,有效减少特征模的求解时间。其次,在构造缩减矩阵计算互阻抗元素时,应用ACA算法计算互阻抗元素,加快矩阵向量积的运算并且减少了内存消耗。数值结果表明,与传统的MoM相比,在保证精度的前提下,该方法内存需求更低,计算效率更高。提出的新方法为电大目标电磁散射特性的分析提供了一种新的方案。

二维多导体柱电磁散射特性的特征基函数法分析

特征基函数法是近两年提出来的一种求解电磁散射问题的有效方法,该方法使用的特征基函数不受传统矩量法离散尺寸的限制,因而可以大大减小要求解的矩阵方程。应用特征基函数法分析了二维多导体柱的电磁散射特性,计算了多个无限长导电椭圆柱和方柱的雷达散射截面,结果表明特征基函数法的计算结果与传统矩量法的计算结果吻合良好,而计算量却大为减少。

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。

特征基函数法快速分析导体目标电磁散射特性

提出了一种分析导体目标电磁散射特性的有效数值方法,该方法以特征基函数法(Characteristic Basis Function Method,CBFM)为基础,并将自适应交叉近似(Adaptive Cross Approximation,ACA)算法应用于子块矩阵的低秩压缩计算.该方法将子块矩阵用一个列占优矩阵和一个行占优矩阵的乘积形式表示,从而加快次要特征基函数(Secondary Level Characteristic Basis Functions,SCBFs)的产生,提高缩减矩阵构建过程中的矩阵矢量相乘速度.本方法和传统矩量法(Method of Mo-ments,MoM)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.

基于最小二乘拟合和特征基函数法的目标宽带RCS快速计算

提出一种快速分析目标宽带雷达散射截面的方法,该方法将最小二乘拟合与特征基函数法相结合,通过计算选定的若干频率点的表面电流便可快速求解出整个频带内的表面电流.具体过程为利用特征基函数法求解选定频率点目标表面电流,进而利用最小二乘拟合实现表面电流和雷达散射截面的快速计算.数值计算结果表明:在不影响精度的前提下,该方法可大大提高计算效率、减少内存需求.

大型阵列结构电磁特性分析的特征基函数方法

运用基于矩量法的特征基函数方法分析了大型阵列结构的电磁辐射与散射特性。特征基函数方法首先对阵列结构进行分区,通过区间互耦构造高层级基函数,大大降低了生成的全局矩阵的尺度,能够对矩阵直接求解。将特征基函数方法运用于对大型阵列结构的分析中,通过深入的研究,给出了加速计算和节省内存的手段。数值结果表明方法的准确性和高效性。

二维电大尺寸目标电磁散射特性的特征基函数法分析

特征基函数法是近几年提出的一种求解电磁散射问题的有效方法,该方法基于分块和高层基函数的概念,通过对子域大小的选择来控制生成矩阵的维数,是一种新颖的矩阵降阶方法.应用特征基函数并结合区域分解法对二维电大尺寸导体柱和介质柱的雷达散射截面进行了计算,且通过扩展子域边界的办法来消除直接划分子域所带来的电流不连续性问题.结果与传统矩量法的计算结果吻合良好,而计算效率得到较大的提高.

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。

新型缩减矩阵构造加快特征基函数法迭代求解

针对特征基函数法在分析电大目标电磁散射特性时存在缩减矩阵方程迭代求解收敛慢的问题,提出一种新型缩减矩阵构造方法提高特征基函数法的迭代求解效率.首先,应用奇异值分解技术压缩激励源,求解出新激励源下各子域的特征基函数;其次,将新激励源和特征基函数作为构造缩减矩阵的检验函数和基函数新方法构造的缩减矩阵的对角子矩阵均为单位矩阵,缩减矩阵条件数得到了优化.与传统方法相比,新方法构造的缩减矩阵方程迭代求解效率得到了显著提高;另外,由于矩阵方程求解次数减少,特征基函数的构造效率也得到了提高,数值结果证明了新方法的精确性和有效性.

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.

通用特征基函数法结合MBPE计算目标宽带RCS

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,但传统通用特征基函数法在计算目标宽带雷达散射截面时,需要在每个频率点重新构造缩减矩阵,十分耗时。提出一种通用特征基函数法结合模型参数估计技术快速计算目标宽带RCS的有效数值方法。该方法在最高频率点建模,生成通用特征基函数,在应用模型参数估计技术计算目标整个宽带RCS时,每个采样频率点的特征基函数直接复用通用特征基函数,大大节省了每个采样点的计算时间。与传统方法相比,该方法显著提高了计算效率。数值结果证明了该方法的有效性和精确性。

浅析计算电磁学中矩量法的重要分支——特征基函数法

简要回顾了计算电磁学中矩量法的提出、原理以及发展应用,并对其中的一个重要分支——特征基函数法进行了详细的剖析,着重阐述了该方法的应用背景、原理、分类以及加速技术等。研究表明,该方法基于分块技术,降低了矩阵阶数,节省了内存,适用于处理电大尺寸目标的电磁散射和辐射问题,也非常适合于并行计算,是一种比较有效的计算方法。

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。

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。

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。

应用特征基函数法和增强间隙源模型分析阵列天线的电磁辐射特性

文章采用增强间隙源和特征基函数法(characteristic basis function method,CBFM)分析周期天线阵列的辐射方向图和输入阻抗。与传统间隙源模型相比,增强间隙源模型可克服不稳定性问题。为了测试所提方法的准确性,采用2个数值算例进行验证。数值结果表明,采用增强间隙源模型所得的结果是稳定的,采用CBFM提高了计算效率,并节约了计算资源。

扩展导体目标RCS快速计算的超宽带特征基函数法

用超宽带特征基函数法(UCBFM)分析扩展多导体目标的宽带散射特性。该方法保留了传统的特征基函数法(CBFM)可加速求解矩量法(MoM)中矩阵方程的优点,同时可通过将在最高频率点提取的超宽带特征基函数(UCBF),运用于其他频率点构建MoM减阶矩阵,实现快速频率扫描。相比于传统的CBFM,UCBFM因为不需要在每个频率点重复计算特征基函数(CBF),故可大大减少计算时间。该方法提供了一种快速分析目标宽带散射特性的解决途径。仿真计算了2×2导体球和3×1立方导体的扩展多导体宽带RCS频率响应,数值结果验证了该方法在此类问题求解中的有效性。

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。