圖形電磁計算方法的改進及在電磁計算中的應用.pdf

1、近年來,電磁散射問題已經(jīng)成為計算電磁學中的一個重要研究領域,對復雜目標的電磁散射特性進行快速、高效地分析,具有重要的理論意義和實用價值。對于工程實際問題,由于問題的復雜性使得解析方法受到很大限制,因此對于數(shù)值方法的研究就顯得尤為重要。圖形電磁計算方法具有計算速度快、精度高等優(yōu)點,目前被認為是求解高頻區(qū)復雜目標電磁散射問題有效的方法之一。本文在傳統(tǒng)圖形電磁計算方法的基礎上,做了以下幾方面的工作:
　　傳統(tǒng)圖形電磁計算方法中計算導體表

2、面面元散射時使用等比投影,這樣在顯示分辨率不夠高的情況下,即使是遠離中央較傾斜的面元也可以計算得到較大的場強值,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,對傳統(tǒng)的面元法提出了改進方法,把導體表面面元投影得到的像素當作具有一定尺寸的矩形。用改進的面元散射場解析式對物體的散射場進行求解,即使在較大的像素尺寸下,仍然可得到較小的誤差。計算結果表明,在像素的分辨尺寸很小時,兩者具有相同的計算精度,但是當顯示

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

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