電磁散射高頻方法的加速計算研究和系統(tǒng)實現(xiàn).pdf

1、雷達散射截面(RCS)是隱身裝備外形設計的一項重要指標，研究雷達目標的電磁散射特性已成為目標隱身設計和目標識別的基礎。目前，采用仿真計算是獲取目標電磁散射特性的主要方式，其中高頻計算方法是解決電大尺寸復雜目標電磁散射問題的有效方法。 本文基于高頻電磁估算理論，主要研究鏡面反射、多次反射這兩種散射源的計算方法。對于鏡面反射采用物理光學法計算其散射貢獻，對于多次反射，則采用幾何光學、物理光學相結合的方法計算多次散射場，最后通過這兩種

2、散射源貢獻的疊加得到總的電磁散射場。隨著計算規(guī)模的增長，例如計算復雜目標在多角度、多頻點下的散射場時，傳統(tǒng)高頻串行計算方法的效率仍然無法滿足需求，因而有必要采用并行計算的方法來提高計算效率。 分布式并行計算可分為空間上的并行和時間上的并行?？臻g上并行是指通過多個處理器并發(fā)去執(zhí)行計算。時間上的并行就是指流水線技術，在圖形繪制領域得到了廣泛應用。如今高速發(fā)展的圖形處理器(GPU)同時具備了時間和空間上的并行性，正成為一種廉價高效的計

3、算平臺。為了加速復雜目標的電磁散射計算，本文對電磁散射高頻計算方法的并行性做出分析，利用GPU和集群這兩種計算平臺各自在大規(guī)模計算上的優(yōu)勢，分別設計了基于GPU和基于微機集群的電磁散射算法，并對兩種加速方法進行實踐檢驗，通過實驗結果的性能和誤差分析，驗證了GPU和集群是解決大規(guī)模電磁散射計算問題的有效途徑，具有良好的發(fā)展前景。 為滿足電磁散射計算與可視化的需求，通過集成電磁估算理論、并行計算、可視化等技術，開發(fā)了完整的高頻電磁散