应用于宽带电磁散射的双模型自适应插值方法研究

来源 :华东交通大学 | 被引量 : 0次 | 上传用户:xiaoyu19771121
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宽带宽角电磁分析在隐身技术,目标成像等领域都有重要作用和意义,为了实现对目标的精准识别,需要快速精准的获取目标的宽带电磁散射特性。通过对目标进行仿真建模计算,能够安全精准高效的对目标进行电磁分析。常用的电磁计算方法有微分方程方法和积分方程方法,由于没有色散误差,积分方法中的矩量法得到了广泛的应用。目前已经存在了许多快速算法对矩量法进行单点加速,然而对于宽带目标而言,需要计算更多的频点或角度,致使计算量大而耗时更长,对此以主要减少频点个数达到高效计算的快速扫频方法也逐渐进入人们的视野。为了解决宽带目标的计算量问题,本文提出了一种应用于宽带电磁散射的双模型自适应插值方法,能够通过快速扫描方法快速精准的获取目标的电磁特性。本文主要研究内容为宽带目标的电磁散射问题的算法平台,旨在利用表面积分方程与快速算法相结合,利用快速扫频实现对宽带目标雷达散射截面(RCS:Radar Cross Section)的加速求解。同时通过对频域和角域RCS采用不同的计算方法,实现了二维电磁散射特性的研究。首先,本文基于矩量法和自适应交叉近似方法的算法平台提出了一种双模型自适应插值算法。该方法基于三次样条模型和有理函数模型,能够通过自适应选取采样点,减少计算的频点个数。其中采样点处的RCS通过矩量法计算,其余所求频点处的RCS则通过双模型自适应算法快速扫频得出。该方法具有非均匀采样的特点,效率高且能较好拟合所求特性曲线。算例结果表明,该方法能够实现精准计算,且计算效率提高了80%以上。解决了宽带目标中计算大量频点且常规扫描方法的采样点选取难题。其次,基于双模型自适应采样算法,本文提出了一种用于求解角度和频域二维问题的自适应多入射源低秩压缩方法。该方法在角度上使用了多入射源的低秩压缩技术,将整体计算次数减少为矩阵秩的个数。在频域上使用了双模型自适应插值算法,实现频域上的快速计算。数值算例结果表明该方法能够实现频域和角域二维问题的快速成像,具有有效性和可行性。
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