復(fù)雜電磁問(wèn)題的快速算法研究.pdf

1、現(xiàn)代電子技術(shù)的許多問(wèn)題,如電路設(shè)計(jì)、大目標(biāo)電磁散射特性估計(jì)、地下目標(biāo)探測(cè)以及復(fù)雜平臺(tái)上的電磁兼容性評(píng)估等,對(duì)電磁仿真技術(shù)提出了越來(lái)越高的要求,這促使計(jì)算電磁學(xué)的各種方法不斷地向前發(fā)展。矩量法是計(jì)算電磁學(xué)中基于積分方程的一個(gè)經(jīng)典方法,自提出以來(lái)就一直是學(xué)術(shù)界的一個(gè)研究熱點(diǎn),目前已是計(jì)算電磁學(xué)中最著名的算法之一,并得到了廣泛的應(yīng)用。本論文以矩量法為主題,研究了分層媒質(zhì)空域并矢Green函數(shù)的精確快速算法、積分方程區(qū)域分解算法和多層快速多極子

2、算法等相關(guān)內(nèi)容,主要貢獻(xiàn)包括:
　　 1.分層媒質(zhì)空域并矢Green函數(shù)的精確快速算法是矩量法用于分析分層媒質(zhì)結(jié)構(gòu)的前提和關(guān)鍵。本文提出了基于分層媒質(zhì)Green函數(shù)特征方程分解的兩步極點(diǎn)提取算法,精確快速地提取了微帶模型的全部模式極點(diǎn),并在此基礎(chǔ)上利用離散復(fù)鏡像法快速計(jì)算了微帶模型的空域并矢Green函數(shù);
　　 2.引入基于同倫變換的路徑追蹤算法,提取了三層開(kāi)放結(jié)構(gòu)Green函數(shù)的全部模式極點(diǎn),并在此基礎(chǔ)上利用離散復(fù)鏡

3、像法快速計(jì)算了三層媒質(zhì)的空域并矢Green函數(shù);
　　 3.積分方程區(qū)域分解算法是求解電大尺寸電磁問(wèn)題的一個(gè)有效算法,它將整個(gè)問(wèn)題分解成若干子域上的規(guī)模較小的問(wèn)題。本文提出了基于全等三角形子區(qū)域的區(qū)域分解算法,能夠在一定的條件下進(jìn)一步提高積分方程區(qū)域分解算法的計(jì)算效率并減少子問(wèn)題的存儲(chǔ)需求;
　　 4.提出了部分基于全等形子區(qū)域的積分方程區(qū)域分解算法,采用部分全等形子區(qū)域分解與一般子區(qū)域分解相結(jié)合,提高了靈活性和適應(yīng)能力

4、。這一方法能夠方便地利用周期性、對(duì)稱(chēng)性和大片光滑表面等特點(diǎn)來(lái)降低區(qū)域分解算法的內(nèi)存需求和提高計(jì)算效率,特別適用于電大尺寸目標(biāo)的電磁散射問(wèn)題;
　　 5.多層快速多極子算法是基于矩量法的一種快速算法,它與積分方程區(qū)域分解算法的結(jié)合使矩量法分析電大尺寸問(wèn)題的能力得到進(jìn)一步提高。本文系統(tǒng)地梳理了多層快速多極子算法與積分方程區(qū)域分解算法的混合方法,在此基礎(chǔ)上進(jìn)行了優(yōu)化,提出了一種新的混合算法,使多層快速多極子算法與區(qū)域分解算法結(jié)合得更好