電磁散射高頻方法的加速計(jì)算研究和系統(tǒng)實(shí)現(xiàn).pdf

1、雷達(dá)散射截面(RCS)是隱身裝備外形設(shè)計(jì)的一項(xiàng)重要指標(biāo)，研究雷達(dá)目標(biāo)的電磁散射特性已成為目標(biāo)隱身設(shè)計(jì)和目標(biāo)識(shí)別的基礎(chǔ)。目前，采用仿真計(jì)算是獲取目標(biāo)電磁散射特性的主要方式，其中高頻計(jì)算方法是解決電大尺寸復(fù)雜目標(biāo)電磁散射問題的有效方法。 本文基于高頻電磁估算理論，主要研究鏡面反射、多次反射這兩種散射源的計(jì)算方法。對(duì)于鏡面反射采用物理光學(xué)法計(jì)算其散射貢獻(xiàn)，對(duì)于多次反射，則采用幾何光學(xué)、物理光學(xué)相結(jié)合的方法計(jì)算多次散射場，最后通過這兩種

2、散射源貢獻(xiàn)的疊加得到總的電磁散射場。隨著計(jì)算規(guī)模的增長，例如計(jì)算復(fù)雜目標(biāo)在多角度、多頻點(diǎn)下的散射場時(shí)，傳統(tǒng)高頻串行計(jì)算方法的效率仍然無法滿足需求，因而有必要采用并行計(jì)算的方法來提高計(jì)算效率。 分布式并行計(jì)算可分為空間上的并行和時(shí)間上的并行?？臻g上并行是指通過多個(gè)處理器并發(fā)去執(zhí)行計(jì)算。時(shí)間上的并行就是指流水線技術(shù)，在圖形繪制領(lǐng)域得到了廣泛應(yīng)用。如今高速發(fā)展的圖形處理器(GPU)同時(shí)具備了時(shí)間和空間上的并行性，正成為一種廉價(jià)高效的計(jì)

3、算平臺(tái)。為了加速復(fù)雜目標(biāo)的電磁散射計(jì)算，本文對(duì)電磁散射高頻計(jì)算方法的并行性做出分析，利用GPU和集群這兩種計(jì)算平臺(tái)各自在大規(guī)模計(jì)算上的優(yōu)勢，分別設(shè)計(jì)了基于GPU和基于微機(jī)集群的電磁散射算法，并對(duì)兩種加速方法進(jìn)行實(shí)踐檢驗(yàn)，通過實(shí)驗(yàn)結(jié)果的性能和誤差分析，驗(yàn)證了GPU和集群是解決大規(guī)模電磁散射計(jì)算問題的有效途徑，具有良好的發(fā)展前景。 為滿足電磁散射計(jì)算與可視化的需求，通過集成電磁估算理論、并行計(jì)算、可視化等技術(shù)，開發(fā)了完整的高頻電磁散