物理光學(xué)法在衛(wèi)星電磁干擾問(wèn)題中的應(yīng)用研究.pdf

1、物理光學(xué)（Physical Optics, PO）算法是一種非常高效的高頻電磁計(jì)算方法，該算法在電大目標(biāo)的電磁散射計(jì)算中具有廣泛的應(yīng)用。但隨著計(jì)算需求的擴(kuò)大，原有PO算法難以滿(mǎn)足超電大目標(biāo)的計(jì)算需求。本文在原有 PO算法的基礎(chǔ)上，對(duì)該算法做了改進(jìn)。
　　對(duì)PO算法的改進(jìn)主要分為以下幾個(gè)方面。
　　首先，推導(dǎo)出了網(wǎng)格剖分與頻率無(wú)關(guān)的解析PO算法。將計(jì)算目標(biāo)按照三角網(wǎng)格剖分，對(duì)PO的散射場(chǎng)積分表達(dá)式在三角面元范圍內(nèi)進(jìn)行求解，得到

2、散射場(chǎng)解析表達(dá)式。該解析表達(dá)式中面元尺寸與計(jì)算頻率無(wú)關(guān)，即對(duì)目標(biāo)網(wǎng)格剖分時(shí)，三角形網(wǎng)格可以取足夠大，從而節(jié)省計(jì)算時(shí)間、計(jì)算機(jī)內(nèi)存。
　　其次，推導(dǎo)出了與頻率無(wú)關(guān)的快速時(shí)域物理光學(xué)（Time Domain Physical Optics, TDPO）算法。TDPO算法是 PO算法的時(shí)域版本，并且學(xué)界對(duì)該算法的發(fā)展相對(duì)較少。建模時(shí)對(duì)目標(biāo)模型進(jìn)行三角網(wǎng)格剖分，將TDPO散射場(chǎng)積分公式對(duì)時(shí)間導(dǎo)數(shù)轉(zhuǎn)換為對(duì)空間的導(dǎo)數(shù)，選取合適的激勵(lì)源并將表達(dá)

3、式在三角面元范圍內(nèi)積分，最終得到快速TDPO算法的散射場(chǎng)解析表達(dá)式。之后采用傳遞函數(shù)的思想，將該表達(dá)式推廣到任意入射情形。該解析算法中網(wǎng)格剖分與計(jì)算頻率無(wú)關(guān)。
　　再次，本文加速了PO算法互消隱的過(guò)程。原互消隱過(guò)程時(shí)間復(fù)雜度高，限制了PO算法做大規(guī)模計(jì)算。本文采用“分治”的思想對(duì)其進(jìn)行了改進(jìn)，該部分算法速度提高數(shù)十倍。
　　最后，將PO算法用于衛(wèi)星的電磁兼容問(wèn)題求解。用電偶極子來(lái)擬合電推進(jìn)器的電磁輻射，用PO算法求解衛(wèi)星敏感