基于快速多級(jí)子算法的艦載天線電磁兼容問(wèn)題研究.pdf

1、當(dāng)今，大中型水面艦艇是擁有眾多天線的復(fù)雜平臺(tái)，其物理空間和電磁空間都非常狹小，電磁環(huán)境復(fù)雜，通信系統(tǒng)頻率覆蓋范圍廣，頻率從幾千赫茲到40GHz不等，使得艦載天線在工作時(shí)受到了很大的電磁干擾，極大的影響了水面艦艇作戰(zhàn)性能的發(fā)揮，所以對(duì)艦載天線進(jìn)行電磁兼容分析變得極其重要。
　　運(yùn)用單一的多層快速多極子算法（The Multilevel Fast Multipole Algorithm）計(jì)算艦載天線電磁兼容性往往需要很大的存儲(chǔ)空間和計(jì)

2、算時(shí)間。因此，本文在基于MLFMA的基礎(chǔ)上，提出多MLFMA和物理光學(xué)法（Physical Optics Method）混合的方法來(lái)解決艦載天線的電磁兼容問(wèn)題。首先分析了混合方法的算法組成，介紹了矩量法（Method of Moments）的基本思想理論，并建立電磁場(chǎng)表面積分方程，然后在此基礎(chǔ)上介紹了MLFMA的基本原理和實(shí)現(xiàn)步驟。隨后介紹了PO的基本思想，并進(jìn)一步介紹了迭代物理光學(xué)法（Physical Optics Method）的基

3、本原理和基本公式。
　　由于在實(shí)際求解過(guò)程中所構(gòu)造矩陣性態(tài)經(jīng)常較差，導(dǎo)致迭代收斂慢或不收斂。為了較好的解決積分方程收斂性差的問(wèn)題，對(duì)原混合算法中的低頻算法MLFMA進(jìn)行改進(jìn)，本文提出了一種改進(jìn)算法，改算法基于MLFMA技術(shù)并構(gòu)造譜域兩步預(yù)處理器結(jié)合廣義最小留數(shù)法（The Generalized Minimum Residual Method）來(lái)加速矩陣矢量乘的求解，然后用改進(jìn)的MLFMA-PO混合算法分析艦載天線的電磁兼容性。

4、r>　　其次，本文從模型仿真方面對(duì)艦載天線電磁兼容性進(jìn)行分析，應(yīng)用FEKO軟件對(duì)某大型驅(qū)逐艦進(jìn)行電磁建模并進(jìn)行網(wǎng)格劃分，對(duì)天線輻射近場(chǎng)綜合場(chǎng)強(qiáng)特性、方向圖及天線間的耦合度進(jìn)行數(shù)值仿真。分析艦載天線在不同參數(shù)條件下的輻射方向圖和耦合強(qiáng)度，從而對(duì)艦載天線的電磁兼容性進(jìn)行分析。
　　最后，本文利用基于天線互耦矩陣特征值分解的算法對(duì)天線進(jìn)行優(yōu)化布局，并通過(guò)簡(jiǎn)單的電小尺寸目標(biāo)對(duì)方法進(jìn)行驗(yàn)證，做出合理性分析以及天線排布方案，將結(jié)果和實(shí)際情況進(jìn)