導體目標時域積分方程法的穩(wěn)定性研究.pdf

1、瞬態(tài)電磁脈沖的散射與輻射是電磁學領(lǐng)域的一個重要課題。由于高分辨率雷達(HRR)、電磁脈沖(EMP)仿真技術(shù)、目標識別以及超寬帶(UWB)無線通信技術(shù)的發(fā)展，導體目標瞬態(tài)電磁特性的研究已經(jīng)引起人們廣泛關(guān)注。時域積分方程方法也就是時域矩量法，是計算電磁學數(shù)值方法中一個重要的方法。本文系統(tǒng)地分析討論了時域積分方程法，深入研究了求解任意形狀理想導體目標(包括天線和散射體)瞬態(tài)電磁響應(yīng)的時間步進方法，探討其目前存在的不穩(wěn)定性問題，以期在滿足計算精

2、度的要求下改善該方法的穩(wěn)定性。 1. 本文首先介紹了矩量法在電磁場中的應(yīng)用，詳述了理想導體目標的求解時域積分方程的MOT算法。 2. 研究了實現(xiàn)該算法的時間基函數(shù)，討論了時間基函數(shù)的導數(shù)的連續(xù)性，頻譜和算法穩(wěn)定性的關(guān)系，重點探討了隱式MOT算法中時間基函數(shù)和算法穩(wěn)定性的內(nèi)在聯(lián)系。對此，本文提出了新的解釋，并用算例進行了驗證。 3. 研究了顯示(explicit)和隱式(implicit)MOT算法，探討了平均方法

3、對隱式MOT算法穩(wěn)定性的改進，采用一種動態(tài)調(diào)整平均法系數(shù)的方法對系數(shù)進行了優(yōu)選。在此基礎(chǔ)上，對MOT算法的穩(wěn)定性進行了改進，給出了一種新算法。新算法改善了穩(wěn)定性，同時保證精度的要求，兼顧計算量上的優(yōu)勢。本文用算例進行了驗證，最后，討論了時間步長對該算法穩(wěn)定性的影響。 4. 研究了TDIE算法在天線和輻射問題中的應(yīng)用，建立了物理模型，利用本文的算法計算了幾個實例，算例證明了本文算法的正確性，最后討論了本文算法應(yīng)用于輻射問題時時間步