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电大尺寸复杂结构磁分析一直是计算电磁学领域的研究热点。矩量法(MOM)基于积分方程方法的框架,因其具有较高的计算精度,从而被广泛应用各类三维复杂结构的电磁散射分析。针对电大结构的电磁分析中所涉及的问题,本文在积分方程方法框架上进行了如下研究。
首先针对电大尺寸问题,从基函数的设计出发,对物体表面的感应电流的物理特性进行深入分析,并将电流的物理特性引入到三角形单元的高阶叠层基函数中,组合后的基函数称为改进的相位基函数,其不仅具有高阶叠层基函数和相位提取基函数原有的特点,并且这种新的基函数在处理腔体结构以及强耦合目标时有其独特优势;在电大复杂目标的分析时,实现了MLFMA的并行算法,因而具有更高的计算效率和精度。
其次,以矩量法为基础,将相位基函数引入到半空间环境下积分方程的建立和离散中,用快速多极子方法对计算过程进行加速并用以分析半空间环境下目标的散射特性,并对采用相位基函数进行不同网格剖分时的计算精度进行分析。
对于介质天线罩的辐射特性分析,研究时在介质罩表面引入积分方程算子,采用表面积分方程方法,同时针对天线罩的工作特性,采用高阶方法,增大剖分面片的尺寸从而降低待求未知量。同时引入MLFMA的并行算法,在计算电大尺寸的天线罩天线结构的电磁特性时提高了计算的效率,因而更具有实际的工程意义。