復雜電磁問題的快速算法研究.pdf

1、現(xiàn)代電子技術的許多問題,如電路設計、大目標電磁散射特性估計、地下目標探測以及復雜平臺上的電磁兼容性評估等,對電磁仿真技術提出了越來越高的要求,這促使計算電磁學的各種方法不斷地向前發(fā)展。矩量法是計算電磁學中基于積分方程的一個經(jīng)典方法,自提出以來就一直是學術界的一個研究熱點,目前已是計算電磁學中最著名的算法之一,并得到了廣泛的應用。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、算法等相關內(nèi)容,主要貢獻包括:
　　 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)結構的前提和關鍵。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提取算法,精確快速地提取了微帶模型的全部模式極點,并在此基礎上利用離散復鏡像法快速計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,提取了三層開放結構Green函數(shù)的全部模式極點,并在此基礎上利用離散復鏡

3、像法快速計算了三層媒質(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題的一個有效算法,它將整個問題分解成若干子域上的規(guī)模較小的問題。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一步提高積分方程區(qū)域分解算法的計算效率并減少子問題的存儲需求;
　　 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)域分解相結合,提高了靈活性和適應能力

4、。這一方法能夠方便地利用周期性、對稱性和大片光滑表面等特點來降低區(qū)域分解算法的內(nèi)存需求和提高計算效率,特別適用于電大尺寸目標的電磁散射問題;
　　 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)域分解算法的結合使矩量法分析電大尺寸問題的能力得到進一步提高。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,在此基礎上進行了優(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)域分解算法結合得更好