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目前,计算电磁学所关注的一大问题,就是在分析目标的电磁散射特性时,如何使得计算所得的结果更加的精确。积分方程方法中的矩量法由于精度高,在计算电磁学中得到了广泛的应用。本文从基函数出发,针对三种不同基函数的积分方法进行了分析。
本文首先研究了通过选用双线性基函数来提高磁场积分方法的精确度。平面双线性基函数相较于平面RWG基函数,在使用相同的三角形面片拟合目标散射体表面时,通过花费多一倍的基函数数目而得到高阶的完备性,使得应用于磁场积分方法去计算目标电磁散射问题的结果更加精确。并且,通过进一步的研究表明,我们可以通过使用更加稀疏的剖分密度,使得双线性基函数的未知量与使用平面RWG基函数的未知量在差别不大的情况之下,而仍能够满足磁场积分方法计算结果的精度。为了提高运算效率和增大计算目标的尺寸,本文将这种基函数应用于多层快速多极子。
然后,本文在基于平面双线性基函数的研究之下,将双线性基函数推广到曲面上,并应用于磁场积分方法中,分析其对磁场积分方法计算精度的改善。通过算例表明,这种双线性曲面基函数,在不增加额外的计算量的同时,对磁场积分方法计算精度的提高是有一定改善的。
最后,本文在曲面双线性基函数的基础之上,加入了相位基函数,得到了一组新的曲面双线性-相位基函数,并应用于磁场积分方法中。通过算例表明,由于相位的加入,使得在计算平滑连续的结构时,相较于双线性曲面基函数,能够使用更加大的剖分尺寸,节省未知量,并且不影响计算精度。而另一方面,曲面双线性-相位基函数由于双线性的性质,相较于曲面相位基函数,在计算非连续结构时,能够得到更加精确的结果。