旋轉(zhuǎn)與非完全旋轉(zhuǎn)PEC表面的矩量法模型及數(shù)值解法.pdf

1、為了滿足求解復(fù)雜電磁問題的需要，以各種電磁場數(shù)值分析方法為內(nèi)容的計算電磁學(xué)得到了發(fā)展。以積分方程為基礎(chǔ)的矩量法是求解電磁散射問題的主要方法之一，已經(jīng)得到廣泛的應(yīng)用。矩量法的主要優(yōu)點是精度高，穩(wěn)定性好，缺點在于它的矩陣是一個稠密矩陣。所以，在用矩量法求解電大尺寸電磁散射問題時，將對計算機資源提出很高的要求，從而制約矩量法的應(yīng)用范圍。就矩量法的發(fā)展方向來看，在近三十年里，人們?yōu)榭朔亓糠ǖ娜秉c提出了發(fā)展快速矩量法、發(fā)展并行矩量法、發(fā)展區(qū)域分

2、解矩量法等。另一方面，人們也一直在探索將目標(biāo)的結(jié)構(gòu)信息融入目標(biāo)的矩量法模型中，以便降低模型的存儲量和計算復(fù)雜度。在這一方面，旋轉(zhuǎn)體表面的電磁場矩量法模型一直受到人們的關(guān)注。利用旋轉(zhuǎn)對稱性可以方便地降低模型的幾何維數(shù)，從而減少未知量個數(shù)，降低對計算機資源的要求。現(xiàn)在，旋轉(zhuǎn)表面結(jié)構(gòu)信息不僅融入了基于積分方程的矩量法模型，也融入了基于微分方程的有限元法模型。本文的研究著眼于旋轉(zhuǎn)和非完全旋轉(zhuǎn)PEC表面的矩量法模型及數(shù)值解法，包括完全旋轉(zhuǎn)對稱PE

3、C表面的一個新的矩量法模型解法和非完全旋轉(zhuǎn)對稱PEC表面的一個矩量法建模方法。本文的主要工作概括如下:
　　 第一部分:現(xiàn)有的旋轉(zhuǎn)PEC表面積分方程的矩量法模型采用分段屋頂函數(shù)（或分段三角函數(shù)）作為基函數(shù)來展開電流密度，導(dǎo)致在測試過程中需要大量的數(shù)值二重積分，其優(yōu)點在于允許母線是分段光滑的。本文借助沿母線的直接數(shù)值積分公式來離散積分方程，以積分公式采樣點上的電流密度值為未知量，避免了數(shù)值二重積分，減少了計算量。此外，針對模式格林

4、函數(shù)的奇異性，提出了一種新的處理方法。本文提出的旋轉(zhuǎn)PEC表面積分方程的矩量法模型既可以用于封閉的表面，也可以用于開放表面。當(dāng)母線是非光滑（如分段光滑）的時，借助非均勻B-樣條曲線擬合，可以獲得母線的高精度光滑逼近，因而本文的矩量法模型具有普適性。
　　 第二部分:鑒于實際目標(biāo)表面有許多都是非完全旋轉(zhuǎn)PEC表面，如帶有尾翼的導(dǎo)彈，本文研究了如何為非完全旋轉(zhuǎn)PEC表面建立一個盡可能利用到旋轉(zhuǎn)結(jié)構(gòu)特性的矩量法模型。將非完全旋轉(zhuǎn)表面劃