圖形電磁計(jì)算方法的改進(jìn)及在電磁計(jì)算中的應(yīng)用.pdf

1、近年來(lái),電磁散射問(wèn)題已經(jīng)成為計(jì)算電磁學(xué)中的一個(gè)重要研究領(lǐng)域,對(duì)復(fù)雜目標(biāo)的電磁散射特性進(jìn)行快速、高效地分析,具有重要的理論意義和實(shí)用價(jià)值。對(duì)于工程實(shí)際問(wèn)題,由于問(wèn)題的復(fù)雜性使得解析方法受到很大限制,因此對(duì)于數(shù)值方法的研究就顯得尤為重要。圖形電磁計(jì)算方法具有計(jì)算速度快、精度高等優(yōu)點(diǎn),目前被認(rèn)為是求解高頻區(qū)復(fù)雜目標(biāo)電磁散射問(wèn)題有效的方法之一。本文在傳統(tǒng)圖形電磁計(jì)算方法的基礎(chǔ)上,做了以下幾方面的工作:
　　傳統(tǒng)圖形電磁計(jì)算方法中計(jì)算導(dǎo)體表

2、面面元散射時(shí)使用等比投影,這樣在顯示分辨率不夠高的情況下,即使是遠(yuǎn)離中央較傾斜的面元也可以計(jì)算得到較大的場(chǎng)強(qiáng)值,從而使RCS值增大而產(chǎn)生較大的誤差。為了充分利用顯示區(qū)分辨率,本文使用拉伸投影,對(duì)傳統(tǒng)的面元法提出了改進(jìn)方法,把導(dǎo)體表面面元投影得到的像素當(dāng)作具有一定尺寸的矩形。用改進(jìn)的面元散射場(chǎng)解析式對(duì)物體的散射場(chǎng)進(jìn)行求解,即使在較大的像素尺寸下,仍然可得到較小的誤差。計(jì)算結(jié)果表明,在像素的分辨尺寸很小時(shí),兩者具有相同的計(jì)算精度,但是當(dāng)顯示

3、分辨率不夠高的情況下本文方法具有更高的計(jì)算精度。
　　對(duì)于棱邊散射場(chǎng)的計(jì)算,本文將趙維江等提出的等效電磁流邊緣分量表達(dá)式應(yīng)用于圖形電磁計(jì)算方法中目標(biāo)邊緣散射場(chǎng)的計(jì)算,并推導(dǎo)出相應(yīng)繞射系數(shù)的改進(jìn)形式。增量長(zhǎng)度繞射系數(shù)是計(jì)算邊緣散射場(chǎng)的一種方法,但在某此觀察方向上該方法會(huì)呈現(xiàn)出某些奇性,為消除奇異性,Michaeli選擇新的積分方向推導(dǎo)出等效電磁流邊緣分量的另外一種表達(dá)式,由于Michaeli的等效電磁流表達(dá)式在增量長(zhǎng)度繞射系數(shù)不奇異

4、的情況下與ILDC的計(jì)算結(jié)果可能會(huì)有較大的差別。而新的等效電磁流邊緣分量表達(dá)式既能克服上述某些奇異性困難,還能與增量長(zhǎng)度繞射系數(shù)保持很好的一致性,本文方法與傳統(tǒng)的圖形電磁計(jì)算所得的結(jié)果相比較,計(jì)算結(jié)果表明本文方法的正確性并具有更高的計(jì)算精度。
　　對(duì)于棱邊散射場(chǎng)的離散化計(jì)算公式也提出了改進(jìn)方法,把投影得到的像素認(rèn)為是有一定尺寸的線段,這樣在像素尺寸較大的情況下,改進(jìn)后的方法能夠極大地提高計(jì)算結(jié)果的準(zhǔn)確度。文章在最后對(duì)典型幾何體進(jìn)行