電磁散射問(wèn)題快速數(shù)值近似解法的研究.pdf

1、積分方程法是求解電磁散射問(wèn)題的重要方法之一，積分方程的矩量法的系數(shù)矩陣是一個(gè)滿矩陣，求解該線性方程組是一個(gè)耗時(shí)的過(guò)程，通常采用迭代求解。基于積分方程的快速算法主要通過(guò)對(duì)系數(shù)矩陣的處理降低計(jì)算量和存儲(chǔ)量。相對(duì)于數(shù)值解法，高頻近似法在求解電磁散射問(wèn)題，往往更有效率，但精度和對(duì)復(fù)雜結(jié)構(gòu)適用性受限。研究將高頻近似有機(jī)融合于數(shù)值求解方法中的數(shù)值近似法，將能在解決問(wèn)題的效率與適用性方面取得更好的折衷。 本文研究基于高頻照射照明區(qū)和陰影區(qū)概念

2、、電磁場(chǎng)積分公式與數(shù)值迭代技術(shù)的混合算法。利用電磁場(chǎng)表面積分公式、高頻近似和數(shù)值近似，提出了一種新的迭代方法，稱為加窗測(cè)試迭代法。 首先，加窗測(cè)試迭代法應(yīng)用于求解導(dǎo)體柱電磁散射問(wèn)題：以表面感應(yīng)電流為未知量建立積分方程求解散射場(chǎng)，在散射體表面構(gòu)造單點(diǎn)測(cè)試方程，由電磁場(chǎng)邊界條件與場(chǎng)關(guān)系式建立迭代式。依據(jù)高頻近似概念在陰影區(qū)用實(shí)窗函數(shù)壓縮迭代中產(chǎn)生的誤差電流，窗函數(shù)應(yīng)可根據(jù)散射體尺寸變化調(diào)整下降速度，故可利用凱塞窗的可調(diào)參數(shù)。文中討論

3、了窗函數(shù)參數(shù)的選取，并提出了改進(jìn)的漢寧窗。區(qū)分不同的入射波情況，分別分析了柱體對(duì)TM和TE入射波的散射。在新方法中，迭代初始值選用物理光學(xué)電流，迭代過(guò)程中采用快速多極子法可加速矩陣向量乘積，減少計(jì)算開銷。數(shù)值實(shí)驗(yàn)表明該方法快速、有效，僅需幾次迭代就可收斂至足夠精度，且迭代次數(shù)與散射體尺寸無(wú)關(guān)，適合于求解電大尺寸物體的電磁散射問(wèn)題。 其次，加窗測(cè)試迭代法推廣到均勻介質(zhì)柱的電磁散射中。根據(jù)介質(zhì)柱性質(zhì)，提出了單測(cè)試方程和雙測(cè)試方程兩種