导体目标宽带电磁散射特性及其频域分析方法研究
宽带电磁散射论文 渐近波形估计技术论文 内外迭代近场预处理技术论文 阻抗矩阵有理插值法论文 等效偶极
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随着国防信息技术的发展,对目标电磁辐射与散射特性的分析有着举足轻重的作用,其中对目标宽带电磁散射特性的分析显得尤为重要,比如电子对抗中的雷达、隐形飞机等。本文主旨是对目标宽带电磁散射特性进行有效的分析,主要从以下几个部分进行介绍：首先对雷达散射截面(RCS)进行初步的概述,对矩量法(MoM)的基本原理进行了阐述。然后选取Rao-Wilton-Glisson (RWG)基函数,采用伽略金法对电场积分方程(EFIE)的求解进行了详细的介绍。最后给出了算例并与商业软件对比,验证了MoM的有效性。然后对渐近波形估计(AWE)技术的基本原理与几种迭代法、预处理技术进行了详细的介绍。接着重点分析了内外迭代近场预处理技术与AWE技术的结合,最后给出了算例并与MoM对比,验证了该方法的有效性。同时,对阻抗矩阵有理插值法进行了详细的介绍,应用阻抗矩阵有理插值法只需要对宽带内插值基点频率的阻抗矩阵进行填充,就可以得到其它频率点的阻抗矩阵,进而实现目标宽带RCS的快速计算。最后同样给出了算例并与MoM对比,验证了该方法的有效性。最后分别将AWE技术、阻抗矩阵有理插值法与等效偶极子(EDM)法相结合。由于应用AWE技术需要对阻抗矩阵的多阶导数矩阵进行计算与存储,而应用阻抗矩阵有理插值法需要对几个插值基点频率的阻抗矩阵元素进行填充与存储,大量耗费计算时间,因而可使用等效偶极子法替代高斯积分对AWE技术中阻抗矩阵及多阶导数矩阵与阻抗矩阵有理插值法中插值基点频率阻抗矩阵进行快速计算。最后分别给出算例以验证以上两种方法的高效性。
| 摘要 | 第3-4页 |
| Abstract | 第4-5页 |
| 目录 | 第6-8页 |
| 第一章 绪论 | 第8-14页 |
| 1.1 课题背景及意义 | 第8页 |
| 1.2 电磁场的数值方法 | 第8-11页 |
| 1.2.1 矩量法 | 第9-10页 |
| 1.2.2 有限差分法 | 第10-11页 |
| 1.2.3 有限元法 | 第11页 |
| 1.3 雷达散射截面的概念 | 第11-12页 |
| 1.4 宽带电磁散射特性研究的意义及发展 | 第12-13页 |
| 1.5 本文的主要内容及结构安排 | 第13-14页 |
| 第二章 基于积分方程的矩量法 | 第14-28页 |
| 2.1 矩量法的基本概述 | 第14-18页 |
| 2.1.1 矩量法的数学依据 | 第14-16页 |
| 2.1.2 基函数的选取 | 第16-18页 |
| 2.1.3 检验函数的选取 | 第18页 |
| 2.2 积分方程 | 第18-20页 |
| 2.2.1 电磁场积分方程 | 第19-20页 |
| 2.2.2 组合场积分方程 | 第20页 |
| 2.3 矩量法在三维导体目标电磁散射中的应用 | 第20-27页 |
| 2.3.1 三维导体的软件建模 | 第21-22页 |
| 2.3.2 电场积分方程的求解 | 第22-25页 |
| 2.3.3 数值算例 | 第25-27页 |
| 2.4 本章小结 | 第27-28页 |
| 第三章 基于AWE技术的目标宽带RCS快速计算 | 第28-38页 |
| 3.1 引言 | 第28页 |
| 3.2 AWE技术的基本原理 | 第28-30页 |
| 3.3 迭代法 | 第30-31页 |
| 3.3.1 稳定双共轭梯度(BICGSTAB)法 | 第30页 |
| 3.3.2 可变的稳定双共轭梯度(FBICGSTAB)法 | 第30-31页 |
| 3.4 常用几种预处理技术的基本原理 | 第31-33页 |
| 3.5 预处理的AWE技术 | 第33-34页 |
| 3.6 内外迭代近场预处理 | 第34-35页 |
| 3.7 数值算例及分析 | 第35-37页 |
| 3.8 本章小结 | 第37-38页 |
| 第四章 基于阻抗矩阵有理插值法的目标宽带RCS快速计算 | 第38-48页 |
| 4.1 引言 | 第38页 |
| 4.2 插值法的基本原理 | 第38-41页 |
| 4.2.1 多项式插值法 | 第39-40页 |
| 4.2.2 有理函数插值法 | 第40-41页 |
| 4.3 阻抗矩阵插值法的基本原理 | 第41-44页 |
| 4.3.1 阻抗矩阵二次插值法 | 第42-43页 |
| 4.3.2 阻抗矩阵有理插值法 | 第43-44页 |
| 4.4 阻抗矩阵有理插值法的优点及算例分析 | 第44-47页 |
| 4.5 本章小结 | 第47-48页 |
| 第五章 基于等效偶极子法的目标宽带RCS快速计算 | 第48-59页 |
| 5.1 引言 | 第48-49页 |
| 5.2 等效偶极子法的基本原理 | 第49-50页 |
| 5.3 应用AWE技术的数值计算及分析 | 第50-55页 |
| 5.4 应用阻抗矩阵有理插值法的数值计算及分析 | 第55-58页 |
| 5.5 本章小结 | 第58-59页 |
| 第六章 结束语 | 第59-61页 |
| 参考文献 | 第61-66页 |
| 致谢 | 第66-67页 |
| 攻读硕士期间参与项目及发表的论文 | 第67页 |
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