寬帶電磁散射的頻域高效算法.pdf

1、本文為滿足工程需要并突破目前國內(nèi)外大多數(shù)寬帶電磁散射方法所受到的目標(biāo)幾何結(jié)構(gòu)和電尺寸限制，從頻域角度出發(fā)，先將利于寬帶計(jì)算的高階矢量基函數(shù)(基于修正勒讓德多項(xiàng)式)應(yīng)用于多層快速多極子算法(MLFMA)中，以求解采樣頻點(diǎn)處目標(biāo)的電磁散射特性，再使用改進(jìn)的寬帶插值方法(基于高斯點(diǎn)處的歸一化感應(yīng)電流)對已獲得的采樣頻點(diǎn)處的電磁散射信息進(jìn)行共享，以方便地求得其他未知頻點(diǎn)處的電磁散射特性，從而實(shí)現(xiàn)對復(fù)雜電大尺寸目標(biāo)寬帶電磁散射特性的高效精確分析。

2、 將高階矢量基函數(shù)應(yīng)用于MLFMA之前，首先介紹了涉及到的幾個(gè)關(guān)鍵技術(shù)，包括目標(biāo)的幾何建模、高階基的正交化和處理阻抗元素奇異性積分的Duffy變換方法，之后詳細(xì)分析了高階MLFMA中幾個(gè)基本參數(shù)的選取原則及其對內(nèi)存需求、計(jì)算效率、精度等性能指標(biāo)的影響，并給出了高階MLFMA的一般應(yīng)用原則。典型的數(shù)值算例表明，由于高階基函數(shù)可以極大地降低未知量的數(shù)目，在求解復(fù)雜電大尺寸目標(biāo)的電磁散射特性時(shí)與低階MLFMA相比高階MLFMA可以大幅

3、度地降低存儲量和計(jì)算量。 當(dāng)將高階MLFMA應(yīng)用于寬帶電磁散射分析中時(shí)，整個(gè)頻帶范圍內(nèi)所有采樣頻點(diǎn)處的計(jì)算統(tǒng)一采用最低頻率處的幾何建模剖分，隨著頻率的升高只需適當(dāng)增加基函數(shù)的階數(shù)，從而不但大大減少了幾何建模的工作量，而且各頻點(diǎn)處的計(jì)算也比傳統(tǒng)方法更加節(jié)約計(jì)算量和存儲量。 改進(jìn)后的寬帶插值方法(基于高斯積分點(diǎn)處而非基函數(shù)定義中心處的歸一化感應(yīng)電流)不但可以提高精度，同時(shí)適用于低階基函數(shù)和高階基函數(shù)情形，而且不要求所有采樣頻