圖形電磁計算方法的改進(jìn)及在電磁計算中的應(yīng)用.pdf

1、近年來,電磁散射問題已經(jīng)成為計算電磁學(xué)中的一個重要研究領(lǐng)域,對復(fù)雜目標(biāo)的電磁散射特性進(jìn)行快速、高效地分析,具有重要的理論意義和實用價值。對于工程實際問題,由于問題的復(fù)雜性使得解析方法受到很大限制,因此對于數(shù)值方法的研究就顯得尤為重要。圖形電磁計算方法具有計算速度快、精度高等優(yōu)點,目前被認(rèn)為是求解高頻區(qū)復(fù)雜目標(biāo)電磁散射問題有效的方法之一。本文在傳統(tǒng)圖形電磁計算方法的基礎(chǔ)上,做了以下幾方面的工作:
　　傳統(tǒng)圖形電磁計算方法中計算導(dǎo)體表

2、面面元散射時使用等比投影,這樣在顯示分辨率不夠高的情況下,即使是遠(yuǎn)離中央較傾斜的面元也可以計算得到較大的場強(qiáng)值,從而使RCS值增大而產(chǎn)生較大的誤差。為了充分利用顯示區(qū)分辨率,本文使用拉伸投影,對傳統(tǒng)的面元法提出了改進(jìn)方法,把導(dǎo)體表面面元投影得到的像素當(dāng)作具有一定尺寸的矩形。用改進(jìn)的面元散射場解析式對物體的散射場進(jìn)行求解,即使在較大的像素尺寸下,仍然可得到較小的誤差。計算結(jié)果表明,在像素的分辨尺寸很小時,兩者具有相同的計算精度,但是當(dāng)顯示

3、分辨率不夠高的情況下本文方法具有更高的計算精度。
　　對于棱邊散射場的計算,本文將趙維江等提出的等效電磁流邊緣分量表達(dá)式應(yīng)用于圖形電磁計算方法中目標(biāo)邊緣散射場的計算,并推導(dǎo)出相應(yīng)繞射系數(shù)的改進(jìn)形式。增量長度繞射系數(shù)是計算邊緣散射場的一種方法,但在某此觀察方向上該方法會呈現(xiàn)出某些奇性,為消除奇異性,Michaeli選擇新的積分方向推導(dǎo)出等效電磁流邊緣分量的另外一種表達(dá)式,由于Michaeli的等效電磁流表達(dá)式在增量長度繞射系數(shù)不奇異

4、的情況下與ILDC的計算結(jié)果可能會有較大的差別。而新的等效電磁流邊緣分量表達(dá)式既能克服上述某些奇異性困難,還能與增量長度繞射系數(shù)保持很好的一致性,本文方法與傳統(tǒng)的圖形電磁計算所得的結(jié)果相比較,計算結(jié)果表明本文方法的正確性并具有更高的計算精度。
　　對于棱邊散射場的離散化計算公式也提出了改進(jìn)方法,把投影得到的像素認(rèn)為是有一定尺寸的線段,這樣在像素尺寸較大的情況下,改進(jìn)后的方法能夠極大地提高計算結(jié)果的準(zhǔn)確度。文章在最后對典型幾何體進(jìn)行