基于CBFM-Fe-BI的大規(guī)模復(fù)雜陣列天線電磁散射問題研究.pdf

1、大規(guī)模復(fù)雜天線陣的散射問題研究具有重要的現(xiàn)實(shí)意義，同時(shí)也是一個(gè)具有迫切需求和技術(shù)難度的課題。本文深入研究了能夠計(jì)算大規(guī)模復(fù)雜天線陣散射特性的高效數(shù)值算法，主要的研究?jī)?nèi)容和工作包括以下幾個(gè)方面:
　　(1)考慮到天線單元具有多種材質(zhì)和復(fù)雜的結(jié)構(gòu)，研究了能有效分析復(fù)雜目標(biāo)的電磁算法，將有限元方法(FEM)和矩量法(MoM)相結(jié)合，實(shí)現(xiàn)了有限元-邊界積分(FE-BI)算法并利用其分析具有三維復(fù)雜結(jié)構(gòu)的金屬、介質(zhì)及金屬介質(zhì)復(fù)合目標(biāo)。

2、>　　(2)考慮到陣列天線的大規(guī)模和對(duì)稱性等特性，為快速計(jì)算天線陣目標(biāo)的單雙站雷達(dá)散射截面(RCS)，研究了兩類特征基函數(shù)方法(CBFM)的基本原理，同時(shí)引入奇異值分解技術(shù)(SVD)和基于自適應(yīng)交叉近似(ACA)方法的低秩分解算法，實(shí)現(xiàn)了基于SVD的ACA-CBFM方法。
　　(3)將FE-BI算法與第二類CBFM方法相結(jié)合，得到了一種改進(jìn)的CBFM-FE-BI混合方法，用于分析多激勵(lì)下的大規(guī)模復(fù)雜天線陣散射問題。該方法基于特征基

3、函數(shù)法基本原理，將整個(gè)計(jì)算區(qū)域進(jìn)行分塊處理，天線陣元用有限元-邊界積分算法進(jìn)行計(jì)算，利用空間多個(gè)角度的入射波計(jì)算得到每個(gè)塊單元的初次特征基函數(shù)，進(jìn)行奇異值分解(SVD)后去除強(qiáng)相關(guān)項(xiàng)，可以構(gòu)造出與入射角度和極化方式都無(wú)關(guān)的正交特征基函數(shù)組，矩陣未知量得到縮減，可直接用LU分解求解，避免了迭代方法的收斂性問題，從而實(shí)現(xiàn)多激勵(lì)下目標(biāo)散射特性的快速求解。
　　(4)利用ACA對(duì)混合方法進(jìn)行改進(jìn)，加速塊單元間耦合阻抗矩陣的填充，最后得到A