復(fù)雜環(huán)境中天線方向圖的預(yù)測(cè).pdf

1、本文研究的是復(fù)雜環(huán)境下天線方向圖計(jì)算，此處的“復(fù)雜環(huán)賞指的是電大尺寸且形式復(fù)雜的平臺(tái)，例如飛機(jī)、軍艦等。機(jī)載或者艦載天線方向圖分析是—個(gè)非常現(xiàn)實(shí)的工程問(wèn)題。作為—個(gè)工程問(wèn)題，就會(huì)有很多很實(shí)際的要求，比如計(jì)算的精度、計(jì)算速度、算法實(shí)現(xiàn)的難度等等。不論飛機(jī)或者軍艦，這些平臺(tái)裝載的天線很難采用—種單一的算法直接計(jì)算(比如MOM、FDTD、FEM等)，往往需要對(duì)平臺(tái)或天線作—些近似處理，并且結(jié)合多種算法進(jìn)行仿真。因此復(fù)雜環(huán)境中天線方向圖的計(jì)算根

2、據(jù)具體的情況及具體的指標(biāo)要求，可以分解為多個(gè)子問(wèn)題，而每—個(gè)子問(wèn)題的解決方案也是不盡相同的。因此，針對(duì)幾種典型的實(shí)例，本文給出了不同的解決方案。這些方案所涉及的電磁場(chǎng)數(shù)值計(jì)算方法主要包括：物理光學(xué)方法、幾何光學(xué)方法、幾何繞射理論、一致性幾何繞射理論、矩量法、并行算法等等。本文的主要工作可概括如下： 1、介紹了物理光學(xué)方法的基本概念，并就物理光學(xué)方法的關(guān)鍵問(wèn)題——積分運(yùn)算進(jìn)行了深入細(xì)致地討論。討論了路德維格積分算法的奇異性問(wèn)題以及

3、精度控制的問(wèn)題并給出了解決方案。 2、介紹了幾何光學(xué)方法、幾何繞射理論、一致性幾何繞射理論的基本溉念，并以典型部件為例，給出了求場(chǎng)的方法。給出了典型部件的射線尋跡的解析方法，并對(duì)二階射線的尋跡進(jìn)行了深入的討論。 3、介紹了基于矩量法的高低頻混合方法的概念。并且，根據(jù)實(shí)際隋況．提出了高低頻方法的結(jié)合(MOM-UTD，MOM-UTD—PO等)，解決了機(jī)載及艦載大型天線以及相控陣天線方向圖的計(jì)算。 4、引入商業(yè)軟件，以

4、矢量場(chǎng)作為接口將平臺(tái)分析與天線分析結(jié)合起來(lái)計(jì)算機(jī)載大型天線的方向圖。商業(yè)軟件的引入大大節(jié)省了工作量，拓展了應(yīng)用的范圍。 5、介紹了并行算法的基本概念，并且實(shí)現(xiàn)了電磁計(jì)算方法與并行算法的結(jié)合。研究了并行UTD算法、并行PO算法，以及并行MOM-UTD-PO。并對(duì)并行算法的性能進(jìn)行了測(cè)試。 本文的工作圍繞復(fù)雜環(huán)境中天線方向圖的分析展開(kāi)，文中的算例也是工程中的典型案例。其解決方案都是針對(duì)每個(gè)案例的特點(diǎn)，對(duì)各個(gè)指標(biāo)“妥協(xié)”的結(jié)果