復(fù)雜三維目標電磁建模的新型積分方程方法研究.pdf

1、復(fù)雜目標電磁散射問題的研究長期以來廣受關(guān)注，本文研究了一類新型積分方程方法，可以在保證精度的情況下快速求解復(fù)雜目標的電磁散射問題，包括開放體與閉合體金屬目標、金屬介質(zhì)復(fù)合目標、涂敷目標等。這種方法與多層快速多極子方法結(jié)合能夠進一步提高求解電大復(fù)雜目標的效率。 首先，本文介紹了電磁建模的積分方程方法，比較各種傳統(tǒng)積分方程方法的不同，并重點介紹了積分方程的求解方法-矩量法，以及適用于矩量法的快速算法-多層快速多極子方法。另外，將一種

2、新型的積分方程-改進的電場積分方程方法的原理進行了介紹，并引用文獻闡明了這種方法的計算效率以及優(yōu)勢。 接著，研究了開放體與閉合體金屬目標的電磁散射建模的積分方程方法。分析了國外針對此類目標的一種新型的積分方程方法，并實現(xiàn)了該方法。這種方法避免了直接應(yīng)用傳統(tǒng)的電場積分方程方法而造成的矩陣條件數(shù)較差的情況，加入了條件數(shù)較好的混合場積分方程從而改善了整個方程的性態(tài)。接著運用改進的電場積分方程以及一種擴展的混合的場積分方程方法分析了此類

3、結(jié)構(gòu)的目標。在此基礎(chǔ)上，分別應(yīng)用這幾種不同的方法比較了開放體與閉合體復(fù)合目標在電磁建模中的計算效率，從而盡可能的發(fā)揮各種積分方程方法的優(yōu)勢來高效的求解此類復(fù)雜目標的電磁特性。 其次，本文將改進的電場積分方程應(yīng)用于金屬介質(zhì)復(fù)合目標的計算中。在初值選取的處理上，本文提出了兩種新的方法來實現(xiàn)。一種是波恩近似型的初值，另外一種為數(shù)值型的初值。這兩種初值在應(yīng)用于金屬與介質(zhì)復(fù)合目標的計算中都取得了比傳統(tǒng)的電場積分方程方法更好的計算效率。

4、 再次，對于涂敷目標的電磁建模，在一種新型的表面積分方程的基礎(chǔ)上同樣實現(xiàn)了改進的電場積分方程的應(yīng)用。這種方法在減少了目標計算量的同時加速了矩陣方程的求解效率，從而使得對于涂敷目標問題的求解更具高效性。 最后，本文還繼續(xù)研究了一種改善積分方程求解速度的正則化的電場積分方程形式，并證明了該方法在運用一定的求解器時具有更高的計算效率。另外，在積分方程方法的預(yù)條件研究方面，將塊對角預(yù)條件矩陣元素進行了一定的擴充，形成了一種擴展的塊對