采用基于RWG基函数的电场积分方程进行屏蔽效能计算

从一个开口矩形箱体的模型出发,计算在平面波辐照下从外界耦合到腔体中心的电磁能量。首先根据理想导体表面的边界条件,推导出三维空间散射电磁场的电场积分方程,然后将箱体的表面感应电流使用RWG基函数展开并应用伽略金法进行检验,最后使用矩量法求解表面电流的展开系数得到整个箱体表面的感应电流分布。采用EFIE和FE-KO软件分别计算机箱在单孔、多孔以及圆形孔等不同条件下的屏蔽效能,结果基本一致,并且得知面积相同时,孔洞越多,屏蔽效能越好,且圆形孔比矩形孔屏蔽效能要好。

应用RWG基函数求解阵列单元表面电流

研究了一种求解阵列单元表面电流的新方法,该方法利用了RWG基函数的特殊性质,在阵列电流为矢量的情况下,通过将阵列单元进行三角形剖分而有效的计算了电流分布。分别讨论了RWG基函数的性质及其在计算电场积分方程和阵列表面电流推导中的应用,并给出了具体的仿真结果。此方法在计算不同形状阵列单元表面电流具有极高的准确性和有效性。与以往的矩量法相比,该方法具有计算准确,物理意义明确等特点,可以应用于弹体上天线阵元电流的计算。

计算RWG基函数阻抗矩阵的混合积分方法

电磁散射与辐射问题通常采用电场积分方程(EFIE)结合矩量法(MoM)求解,而基函数是决定矩量法精度和效率的重要因素。RWG(rao-wilton-gisson)矢量基函数广泛应用于EFIE矩量法的求解,其中基于RWG基函数阻抗矩阵的计算是求解的关键。计算阻抗矩阵的方法有多种,本文提出一种更为精确和有效的方法,该方法对于积分中非奇异积分项采用9点积分、奇异项采用势积分计算的混合方法,提高了计算精度并消除了被积函数的奇异性。通过实例计算证明这种方法是可行的。

基于RWG基函数的电场积分方程的奇异性处理

采用矩量法分析导体三维散射体时,基于RWG基函数的电场积分方程存在奇异性,如果直接使用数值积分,则准确性很低。为了得到准确的积分结果,将被积函数拆分为2部分,对于无奇异点的部分直接使用数值积分求解,而对于包含奇异点的部分通过积分变换简化被积函数,得到解析表达式,计算实例验证了这种方法的正确性。

基于RWG基函数的平面螺旋天线建模及仿真研究

首先对平面螺旋天线的特性进行了分析,简单介绍了RWG基函数,通过RWG边元对平面模螺旋天线进行建模,利用数值计算软件Matlab在200 MHZ-18 GHz的范围内对平面模螺旋天线的特性进行仿真,得到了比较理想的阻抗特性曲线、辐射强度分布和增益波瓣图,通过分析可得当频率超过2.5 GHz后功率与输入阻抗保持平稳,在频率大约为10.5 GHz时取得最大增益为6.13 dB。

基于RWG-MoM金属球表面天线的全波分析

提出了一种新的激励源模型,该模型成功克服了传统RWG函数不能在天线与球体连接处添加馈源的问题,同时,对格林函数进行加减自由空间格林函数的处理,解决当源点和场点接近于或位于球面时收敛慢的问题。通过计算位于球表面的单极子天线输入特性,并与相关文献结果进行了对比,结果表明分析方法的正确性和有效性。最后,分析了位于球表面的探针馈电贴片天线的特性,其分析结果与FEKO仿真结果一致性较好。

用基于rao-wilton-glisson基函数的矩量法分析线天线

针对常用的线电流模型在对直径/波长比较大以及横截面形状复杂的线天线的矩量法分析中的缺点,运用基于面电流模型的RWG(rao wilton glisson)基函数的矩量法对几种典型截面形状的线天线进行分析。线天线的截面可以是任何形状,既可以是空心管也可以是实心柱。文中还介绍了运用数学映射进行网格剖分的方法并通过数值计算对高斯曲线振子以及实心和空心七元Yagi Uda天线在不同直径和横截面形状情况下的增益和输入阻抗进行了分析。数值结果表明,在天线直径较大的情况下,天线的输入阻抗和增益与横截面形状的关系较大,并且空心与实心的差别也较大。

基于双线性基函数磁场积分方法的研究

为解决计算目标散射时磁场积分方程精确度较低这一问题,提出使用双线性基函数应用于磁场积分方程分析目标散射问题。推导了双线性基函数填充磁场积分方程的矩阵阻抗元素并对其采用奇异值提取法进行处理,从而对目标结构的双站RCS进行计算和分析。结果表明,双线性基函数相较于传统的平面RWG基函数,在使用相同甚至尺寸更大的剖分面片拟合目标散射体表面,即在保证不增加计算量的同时,能够有效提高磁场积分方程在计算曲面结构和尖锐结构散射问题时的精确度。

RWG基伽略金矩量法阻抗计算中两个关键问题的评述

为了快速获得RWG基伽略金矩量法自/互阻抗精确值,一般采用数值方法与解析技术相结合的求积策略。求积策略中的数值积分方法采用三角形高斯求积,而解析技术则普遍采用奇异值提取技术。针对这两个关键问题在应用过程中容易忽视的几个细节进行了评述,包括三角形高斯求积规则选取、求积公式应用条件以及奇异性积分被积函数改造等。采用新近提出的奇异性积分精确快速算法对自/互阻抗计算涉及的两类积分进行了推导计算,同时给出了场、源三角形完全重合和具有公共边两种情形下,采用常规奇异值提取技术和精确快速算法对这两类积分的计算结果。

埋地复杂目标电磁散射信息的提取

作者采用混合位积分方程(MPIE)和分别基于RWG函数以及四面体元基函数的矩量法分析计算了埋地复杂目标的电磁散射问题,利用二级离散复镜像(DCIM)和广义函数束(GPOF)相结合的方法求解Sommerfeld积分,很好的解决了多层媒质中电磁散射计算中的棘手问题,其方法简练、精确、高效,数值分析结果与有关文献吻合很好,证实了该方法的正确性和通用性.此外,该文还通过计算比较了不同观察点、不同埋地深度及不同目标介质参数的电磁散射特性.

矩量法分析埋地三维目标的近场电磁散射

采用混合位积分方程(MPIE)和基于RWG基函数的矩量法分析计算了埋地三维目标的近场电磁散射问题,利用二级离散复镜像(DCIM)和广义函数束(GPOF)相结合的方法求解近场Sommerfeld积分,很好地解决了多层媒质中电磁散射计算中的棘手问题,其方法简练、精确、高效,数值分析结果与有关文献吻合很好,证实了该方法的正确性和通用性。此外,该文还通过计算比较了不同观察点、不同目标埋地深度及不同地层媒质参数的电磁散射特性。

复杂目标电磁散射特性分析中的几何建模

利用积分方程方法进行复杂导体目标电磁散射特性分析必须综合考虑电磁问题和几何外形的共同建模 ,几何建模是电磁建模的基础 ,直接关系到电磁计算的精度与复杂度。建立复杂目标的几何外形需按照一定的原则对目标进行网格划分。本文针对复杂导体目标提出了几何建模和网格划分的原则 ,利用ANSYS的APDL语言建立了复杂目标的几何模型 ,以roof top基函数和曲面RWG基函数为例 ,给出了符合电磁计算要求的几何数据。

复杂金属载体上线天线的MoM分析

各类金属载体上线天线的特性分析具有很重要的实用价值。本文运用矩量法处理各种载体上线天线问题。首先将线天线模拟为带状线,天线和载体表面均采用平面三角形单元进行剖分,RWG基函数作电流展开函数。然后介绍了线面连接处贴片单元的剖分方法,以及在连接处定义基函数和添加电压源模型。本文分析了各种形状金属载体上线天线的特性,研究了角度和位置对天线输入阻抗或辐射特性的影响。数值结果验证了方法的正确性。

基于矩量法的分形环八木天线的特性分析

八木天线是一种常用的天线形式。本文将Minkowski分形环应用于八木天线设计中,利用分形结构的空间填充特性来减小天线的横向尺寸,从而实现天线小型化设计。设计了工作于880～960MHz的6元二阶Minkowski分形环八木天线,以矩量法为核心对设计天线进行数值分析,将线天线模拟为细带线模型,天线表面采用三角单元进行剖分,RWG基函数作为电流展开函数。同方环八木天线进行了比较,在驻波特性、辐射特性相似情况下,分形环八木天线的尺寸缩减了29.8%。

矩量法分析平面等角螺旋天线的脉冲辐射特性

对等角平面螺旋天线进行RWG边元建模,利用矩量法求天线表面电流,并进一步得到天线的输入阻抗、天线转移函数和脉冲辐射波形。研究显示:在工作频带内,天线的输入阻抗值约为自互补结构天线的输入阻抗理论值188.5Ω(满足巴比涅-布克原理[1]),即空间本征阻抗之一半,在超宽频带内,天线的转移函数具有平坦的幅频特性和较好的线性相频特性,用作脉冲辐射天线时,辐射电场波形具有高斯二次微分特性。

有限偶极子天线阵的电磁散射理论研究

研究了一种求解阵元为偶极天线的有限阵列的电磁散射的方法:利用RWG基函数和偶极模型的特殊性,将近似无穷小的偶极天线产生的电流代替由RWG基函数相邻边缘元素产生的电流,此方法有效地计算了散射场。讨论了RWG基函数的基本概念及其在计算阵列散射场中的应用,以极坐标的形式给出了不同的阵元间距、入射频率、入射角度以及不同阵元数目的散射场仿真图形,为其他形式的阵列天线散射特性研究提供了依据。

探针馈电的分层球状微带天线矩量法分析

采用以Rao-Wilton-Glission(RWG)为基函数的矩量法推导了分层球状微带天线的阻抗矩阵计算公式.在计算探针和贴片连接处的阻抗矩阵元素时,通过一种三角形对拆分方式简化了矩阵计算过程,并通过替代避免线积分奇异问题.提取了源、场点位于同一层媒质和不同层媒质时并矢格林函数的渐进项,以加快格林函数无穷项级数收敛速度.计算了一副球状微带天线,输入阻抗计算结果与文献结果吻合良好,说明分析方法的正确性和有效性.

螺蜷天线特性的数值分析

利用基于RWG(rao-wilton-glisson)基函数的矩量法求平面螺蜷天线和圆锥螺蜷天线表面电流,并进一步计算出天线的输入阻抗、方向性、增益、辐射功率、空间电场大小。分析结果显示这两种天线的输入阻抗值约为自互补结构天线的输入阻抗的理论值(满足巴比涅原理),即空间本征阻抗1/2,188.5Ω;方向性、增益和辐射功率大小在这一频带内也比较稳定。在高斯微分脉冲激励下,结合傅立叶反变换方法得到时域的辐射脉冲电场波形,从波形可知螺蜷天线用作脉冲辐射天线时,辐射电场波形具有高斯二次微分特性。

任意形状单元有限微带阵列的电磁散射分析

提出一种有限微带阵列电磁散射特性分析的有效方法。该法采用有限阵格林函数与矩量法相结合的方法,有效地解决了矩量法在大型阵列电磁特性分析中的计算效率问题;通过选取RWG基函数,使该法适用于任何单元形状的微带阵列。文中计算了矩形、十字形及圆形单元微带阵列的雷达截面,并与常规矩量法和参考文献的计算结果进行了比对,验证了该方法的有效性。

任意形状导体与线天线组合目标的瞬态特性分析

本文采用微分形式的时域电场积分方程(TDEFIE)时间步进算法(MOT)对任意形状导体与线天线组合目标的电磁瞬态特性进行了分析。针对组合目标的复杂特性,使用细金属带状线模拟线天线,采用统一的RWG基函数表示表面电流分布,采用三阶内插时间基函数并通过恰当的时间步长选取对该问题进行分析求解。同时给出了线面连接处单元的剖分方法,基函数的设置,线面连接处电源激励模型的添加以及输入阻抗计算方法,最后给出了验证算法的数值结果。