使用宏基函數(shù)的積分方程方法在電磁散射特性分析中的應(yīng)用.pdf

1、近半個(gè)世紀(jì)以來，憑借著飛速發(fā)展的計(jì)算機(jī)技術(shù)，計(jì)算電磁學(xué)這門學(xué)科也日新月異。計(jì)算機(jī)技術(shù)的飛躍使得開發(fā)更高效更完善的電磁散射特性分析方法成為可能。而基于矩量法的積分方程類方法也已被廣泛應(yīng)用于電磁散射特性的分析中。但是該方法存在相當(dāng)大的局限性，即隨著目標(biāo)尺寸的增大，消耗的計(jì)算內(nèi)存與時(shí)間也急劇增加，因此并不適用于電大尺寸目標(biāo)物的分析。 為了解決上述問題，許多基于矩量法的改進(jìn)方法被開發(fā)出來。其中的一大類通過區(qū)分近遠(yuǎn)場(chǎng)來減小內(nèi)存需求和計(jì)算量

2、，而另一大類則通過對(duì)矩陣方程進(jìn)行分解和降階來減少未知量。前者以自適應(yīng)積分方法、快速多極子方法以及多層快速多極子方法為典型代表，而后者則包括高階矢量基函數(shù)與宏基函數(shù)類方法，本文主要將以宏基函數(shù)法中的特征基函數(shù)法以及子全域基函數(shù)方法為例重點(diǎn)研究。 本文的第一章主要對(duì)計(jì)算電磁學(xué)的歷史背景及研究現(xiàn)狀進(jìn)行概括分析。 第二章主要介紹了矩量法以及快速多極子算法的基本原理及應(yīng)用范圍，并闡述了各自的優(yōu)缺點(diǎn)。 第三章詳細(xì)研究了特征函

3、數(shù)方法。該方法的主要思想是使用偶極子近似基函數(shù)的矩量，規(guī)避了格林函數(shù)中的二重高斯積分計(jì)算，加速了矩陣填充。但是傳統(tǒng)方法僅基于電場(chǎng)積分方程，本章將其進(jìn)一步完善，推導(dǎo)出了應(yīng)用于混合場(chǎng)積分方程的阻抗矩陣元素等效公式，使阻抗矩陣的性態(tài)得到了較大改善，加速了閉合結(jié)構(gòu)電磁散射截面的迭代求解。 第四章首先介紹了基于區(qū)域分解思想來減小矩陣方程規(guī)模的特征基函數(shù)法，然后將物理光學(xué)方法引入不依賴平面波入射角度的特征基函數(shù)方法中，成功構(gòu)造了不依賴平面波