電磁散射高頻方法的加速計算研究和系統(tǒng)實現(xiàn).pdf

1、雷達散射截面(RCS)是隱身裝備外形設(shè)計的一項重要指標(biāo)，研究雷達目標(biāo)的電磁散射特性已成為目標(biāo)隱身設(shè)計和目標(biāo)識別的基礎(chǔ)。目前，采用仿真計算是獲取目標(biāo)電磁散射特性的主要方式，其中高頻計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算方法。對于鏡面反射采用物理光學(xué)法計算其散射貢獻，對于多次反射，則采用幾何光學(xué)、物理光學(xué)相結(jié)合的方法計算多次散射場，最后通過這兩種

2、散射源貢獻的疊加得到總的電磁散射場。隨著計算規(guī)模的增長，例如計算復(fù)雜目標(biāo)在多角度、多頻點下的散射場時，傳統(tǒng)高頻串行計算方法的效率仍然無法滿足需求，因而有必要采用并行計算的方法來提高計算效率。 分布式并行計算可分為空間上的并行和時間上的并行?？臻g上并行是指通過多個處理器并發(fā)去執(zhí)行計算。時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)同時具備了時間和空間上的并行性，正成為一種廉價高效的計

3、算平臺。為了加速復(fù)雜目標(biāo)的電磁散射計算，本文對電磁散射高頻計算方法的并行性做出分析，利用GPU和集群這兩種計算平臺各自在大規(guī)模計算上的優(yōu)勢，分別設(shè)計了基于GPU和基于微機集群的電磁散射算法，并對兩種加速方法進行實踐檢驗，通過實驗結(jié)果的性能和誤差分析，驗證了GPU和集群是解決大規(guī)模電磁散射計算問題的有效途徑，具有良好的發(fā)展前景。 為滿足電磁散射計算與可視化的需求，通過集成電磁估算理論、并行計算、可視化等技術(shù)，開發(fā)了完整的高頻電磁散