矩量法及其并行計算在粗糙面和目標(biāo)電磁散射中的應(yīng)用.pdf

1、本論文就矩量法及其并行計算方法在粗糙面以及復(fù)雜目標(biāo)的電磁散射中的應(yīng)用開展了系統(tǒng)的理論研究工作。利用矩量法及其并行計算方法研究了一維、二維粗糙面，三維復(fù)雜目標(biāo)電磁散射特性以及一維粗糙面與二維目標(biāo)的復(fù)合電磁散射特性。主要工作如下： 1．基于矩量法的基本原理和并行計算的基本知識，給出了求解矩量法矩陣方程的共軛梯度法的相關(guān)理論，并對基于PC集群MPI平臺的并行共軛梯度法的具體的實施過程進(jìn)行了詳細(xì)說明。 2．利用矩量法求解了一維導(dǎo)

2、體/介質(zhì)粗糙面的電磁散射問題，將矩量法計算粗糙面電磁散射中常用的錐形波引入到傳統(tǒng)的基爾霍夫近似中，同時考慮遮蔽效應(yīng)，對傳統(tǒng)的基爾霍夫近似進(jìn)行修正，使其計算精度提高。利用PC集群MPI并行平臺研究了電磁波掠入射時，一維大尺度高斯導(dǎo)體粗糙面的電磁散射特性。 3．基于對復(fù)雜三維目標(biāo)的剖分以及矩量法常用的三維矢量基函數(shù)-RWG三角基函數(shù)的相關(guān)理論，詳細(xì)給出了計算三維導(dǎo)體目標(biāo)散射的三種積分方程：電場積分方程、磁場積分方程和混合積分方程的矩

3、量法離散過程，著重討論了奇異點的處理方法，利用這三種積分方程計算了導(dǎo)體球的雷達(dá)散射截面，討論了三種積分方程的各自特點。基于PC集群MPI并行平臺計算了實際軍事目標(biāo)，導(dǎo)彈和飛機(jī)的雷達(dá)散射截面，并與商用軟件的計算結(jié)果進(jìn)行了對比。 4．將有限脈沖響應(yīng)濾波器理論與快速Fourier變換相結(jié)合，模擬了二維導(dǎo)體高斯粗糙面，討論了粗糙度參數(shù)對粗糙面輪廓的影響。給出了計算二維粗糙面散射的高斯波束的理論。對利用PC集群MPI平臺的并行矩量法求解二

4、維導(dǎo)體高斯粗糙面散射問題的方法進(jìn)行了研究，利用波束分解的方法，與并行矩量法相結(jié)合，給出了計算更大尺寸粗糙面電磁散射的方法，并進(jìn)行了相關(guān)數(shù)值計算。 5．利用矩量法研究了電磁波垂直極化入射時，一維介質(zhì)海面與其上方低飛導(dǎo)彈目標(biāo)，以及漂浮艦船目標(biāo)的復(fù)合電磁散射特性，詳細(xì)討論了各個參數(shù)對復(fù)合散射特性的影響，并利用PC集群MPI并行矩量法研究了電磁波掠入射時，一維大尺度導(dǎo)體粗糙面及其上方無限長導(dǎo)體圓柱目標(biāo)的復(fù)合電磁散射特性，得出了一系列重要