衍射高斯波束分析方法的三维化建模方法

来源 :2013年全国天线年会 | 被引量 : 0次 | 上传用户:xliang677
下载到本地 , 更方便阅读
声明 : 本文档内容版权归属内容提供方 , 如果您对本文有版权争议 , 可与客服联系进行内容授权或下架
论文部分内容阅读
衍射高斯波束分析方法由于采用几何光学计算极大提高了计算速度,同时利用衍射来补充结果保证了计算精度.但是传统DGBA算法只能对二维对称结构进行建模,这是相较GRASP分析的一大缺陷.本文提出一种新的DGBA建模方法,使其能够实现三维衍射高斯波束的分析.文章末尾验证了这种建模方法的精度.三维DGBA建模方法解决了原始DGBA算法无法处理三维结构的问题,同时在计算时间相比物理光学法有优势的情况下精度也得到了保证。由于本文中假设反射镜足够大,所以没有考虑边界衍射的情况,所以在今后工作中,可以加入对边界衍射处理的算法,以进一步提高算法的精度。
其他文献
本文提出了一种基于圆波导结构的电场圆极化天线.该天线是以两个相互连接的不同半径尺寸的圆形波导为主体,分别在两个圆波导内激励出两种电场相互正交且相位差满足90度的TE01和TM01电磁场模式,通过这两种线极化波的电场合成圆极化波,实现具有宽波束低轴比特性的圆极化圆波导天线.
本文对全息天线的形成单向辐射的方法进行了研究.首先将光学全息理论应用到电磁场领域中并设计了一个ka频段(30GHz)的全息天线.根据所设计的全息天线,使用两种改进方法使全息天线从双向辐射变成单向辐射.其中一种方法是将全息图形分别印刻于两块介质板上,另一种方法是在一块介质板的两面分别印刻上全息图形.最后,对这两种方法的影响与原理进行了讨论.仿真结果表面本文所使用的两种方法可以提高全息天线的增益并且形
本文介绍了衍射高斯波束分析法(Diffracted Gaussian Beam Analysis,DGBA)的基本原理和编程实现方式,DGBA能够高效准确地分析多反射镜准光系统,在此基础上对卡塞格伦-格里高利三反射镜紧缩场系统进行设计、仿真,并对该系统出射场仿真结果给出相应结论.
本文采用H矩阵技术,将电场积分方程的核函数作退化逼近,实现了近似核函数的场源点分离,便于矩阵-向量积的快速计算,并用迭代法求解.数值例算比较了不同迭代法求解所需的计算量和存储量.以共轭梯度法和广义最小余量法为典型算法,并结合对角预处理,找出了针对电场积分方程的电磁散射问题的求解,共轭梯度算法和广义最小余量法结合对角预处理是最优选择.
本文基于矩量法阻抗矩阵不变性特点,提出了一种快速计算目标单站RCS的方法.该方法在对第一个散射角度进行高斯求解的同时记录消元过程,其余角度只需根据第一个角度的消元过程对右端电压矩阵进行相应计算,大大缩短了全观察角度范围单站RCS计算时间,加快了矩量法计算速度.
对于复杂电大目标包括飞机、火箭以及卫星等雷达散射截面(RCS)的计算,采用物理光学方法(PO)是一种不错的选择,在物理光学法的计算中,遮挡判断所涉及的计算量较大,在一定程度上限制了物理光学方法的应用.本文利用基于GPU的OpenGL渲染技术对由三角面片组成的复杂模型进行遮挡判断,采用逐步网格细化的迭代方法灵活的控制迭代次数和判断精度,使物理光学方法中的遮挡判断能够快速、准确的实现.
混合有限元-边界积分-多层快速多极子(合元极)方法是一种通用且准确求解非均匀电磁问题的数值方法.将有限元撕接区域分解技术应用于合元极方法中,并利用阵列结构的周期性,对电大尺寸的有限周期阵列结构的电磁散射问题进行准确快速的计算.数值实验展示了该方法对有限阵列结构电磁散射问题的有效性和计算能力.
结合有理函数插值逼近,本文提出了一种基于Stoer-Bulirsch算法的新型自适应频率采样方法.和已有方法相比,本文方法自适应程度更高,通用性更强,算法更加稳健.结合精确的全波电磁数值仿真计算方法,可方便地应用于宽频带电磁响应计算与分析.
为解决传统RWG基方法在求解大型周期阵列天线矩量法方程中出现的计算资源困难,本文运用子域全域基方法SED,降低了阻抗矩阵维数,较大程度地缓解了矩阵方程求解压力.为进一步提高阵中各单元输入阻抗的计算精度,本文提出一种多尺度子域全域基方法MSED.数值计算表明,这种方法具有提高SED方法计算精度、加速阵列天线电流分布计算的作用,为分析大型有限周期阵列天线提供了途径.
本文研究微纳尺寸结构的精确电磁模拟.通过分离电荷和电流建立的增广型电场积分方程,可以克服传统电场积分方程的低频崩溃问题.但通过研究增广电场积分方程的矩阵性态,发现其在微纳尺寸模拟时的不稳定性.本文提出一种基于几何尺度归一化的改进型增广电场积分方程.数值结果验证了本文方法的正确性和通用性.