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本文主要尝试了把快速多极子方法(FMM)和多层快速多极子方法(MLFMA)应用于分析、计算无线通信中的电磁散射、场强预测等实际问题。全文以快速多极子(FMM)算法为基础分别研究了一维粗糙表面的散射问题、三维介质体的建模问题、三维介质体的电磁散射及其内场计算问题。
首先,本文系统阐述了作为快速多极子算法的基础——矩量法(MoM)的关键技术,例如目标体的建模,基函数和权函数的选择等,并且和其他方法做了适当的比较。
然后,通过把多层快速多极子方法和最陡下降路径法结合起来,快速的计算了一维分形随机粗糙表面的电磁散射问题。
在研究三维介质体散射问题时,为了便于应用MLFMA,本文提出了把八叉树数据结构和四面体格网结合起来,再对三维介质体进行建模的方法,这将非常有利于数据的检索、建模的精确和内存的节省。
最后,本文用MLFMA计算了三维介质体、非均匀介质体的双站RCS,并分析了内场计算的误差情况,进而讨论了应用快速多极子方法对室内电波信号的场强进行预测的问题。
文中的算例有力证明了FMM、MLFMA的精确性和高效性,以及将其应用于无线通信场强预测的可行性。