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电磁场数值计算中的内插和外推

熊邺  
【摘要】: 内插和外推算法是电磁场领域的常用算法,它在天线设计、微波技术、雷达目标散射建模等各种电磁场计算领域都要用到。因此内插和外推算法的成功应用,直接关系到电磁场数值计算技术的计算效率。 本文主要介绍了内插和外推算法在电磁场数值计算中的应用背景;提出了当前所面临的问题:研究了电磁场数值计算中的经典算法——矩量法(MoM)并编写了相应的程序;研究发展了Neville算法和模基参数估计算法(MBPE);探讨和创新性的改进了渐近波形估计技术(AWE)。 具体工作主要包括: 1.编写了大量的矩量法程序,这是研究内插外推算法的基础。这些程序包括: 采用点匹配法和磁场积分方程计算三维目标的矩量法程序; 采用矢量三角基和全波离散镜象分析微带贴片的矩量法程序; 研究频率选择面(FSS)结构电磁散射特性的应用程序; 独立完成了对基本目标的表面三角剖分方法; 与计算机系合作完成了对任意目标的表面三角剖分程序。 2.研究和发展了一些有效的内插方法: 研究了MBPE方法对天线方向图,目标散射等问题进行二维内插的应用; 深入研究了Neville算法,并将其作为一种优秀的内插算法在目标建模当中应用。 3.深入研究并改进了AWE算法: 设计微带贴片时,首次采用AWE技术以微带衬底的相对介电常数为变量进行外推; 进行目标建模时,采用AWE技术将二维涂敷介质圆柱的雷达散射截面(RCS)数据的求解速度大幅提高; 在一维的AWE技术上发展了二维的AWE技术,同时在天线分析、目标建模当中应用,取得了较好的效果; 将神经网络技术和二维AWE技术相结合,使AWE的计算速度进一步提高。


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