典型目标的高阶变网格时频混合电磁仿真方法研究.pdf

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1、硕士学位论文典型目标的高阶变网格时频混合电磁仿真方法研究AHYBRIDTIMEANDFREQUENCYDOMAINELECTROMAGNETICSIMULATIONMETHODOFHIGH-ORDERVARIABLEMESHFORTYPICALTARGETS陆健哈尔滨工业大学2018年6月国内图书分类号：TP751学校代码：10213国际图书分类号：621.3密级：公开工学硕士学位论文典型目标的高阶变网格时频混合电磁仿真方法研究硕士研究生：陆健导师：邹斌教授申请学位：工学硕士学科：信息与通信工程所在单位：电子与信息工程学院答辩日期：2018年6月授予学位单位：哈尔滨工业

2、大学ClassifiedIndex:TP751U.D.C.:621.3DissertationfortheMasterDegreeinEngineeringAHYBRIDTIMEANDFREQUENCYDOMAINELECTROMAGNETICSIMULATIONMETHODOFHIGH-ORDERVARIABLEMESHFORTYPICALTARGETSCandidate:LuJianSupervisor:Prof.ZouBinAcademicDegreeAppliedfor:MasterofEngineeringInformationandCommunication

3、Specialty:EngineeringSchoolofElectronicsandAffiliation:InformationEngineeringDateofDefence:June,2018Degree-Conferring-Institution:HarbinInstituteofTechnology哈尔滨工业大学工学硕士学位论文摘要目标的电磁散射特性包含了目标的大小，结构，材质等固有信息，它们在雷达探测，SAR图像解译，遥感等领域中有着重要的作用，因此如何更快更准确的获得目标的电磁散射特性已成为现在研究的重点问题。随着技术的发展，利用计算机建立目标模型进而

4、仿真成为一种十分重要的获取散射特性的手段。针对电大尺寸目标，目前常用的电磁仿真方法为高频近似方法，然而这种方法计算得到的仿真精度较低，很难满足高精度的目标识别等需求。如若采用仿真精度高的数值计算方法，将会消耗大量的计算资源以及时间，为此本文提出了一种高阶变网格时频混合电磁仿真方法。本文研究的方法通过结合仿真效率高但精度差的高频近似法以及仿真精度高但计算缓慢的时域数值计算方法，结合两种方法的特点以及目标的结构，将数值方法应用在目标结构复杂的区域，对于结构简单的部分则采用高频近似方法，再将两者耦合计算，充分发挥不同方法优点，以实现电大尺寸目标的高精度快速电磁仿真。本文所研究

5、的时频混合电磁仿真方法，首先将目标根据复杂程度以及结构大小划分为时、频两个计算区域，时域区目标结构复杂，频域区则相对目标较为简单，之后一方面在各自的区域内独立进行FDTD方法以及PO方法对目标仿真计算，得到目标的远场散射数据，另一方面通过近-近场外推技术，推导时、频区之间的“二次激励源”，并根据此计算两区域相互影响的耦合场。为了提高计算精度，本文设计了高阶变网格的计算方案，在FDTD计算中根据目标复杂程度划分不同长度的网格，在PO方法中调整合适的面元已达到较高的精度。最后针对简单的目标进行了仿真实验以验证方法的正确性，并对典型目标的电磁散射特性进行了仿真。分析实验结果，

6、对散射结果的定量比较验证了本文研究的高阶变网格时频混合电磁仿真方法结果的准确性，同时对比仿真时间消耗，证明了该方法相比于传统数值方法，可以实现对电大尺寸目标的快速电磁计算。因此该时频混合方法在获取电大尺寸目标电磁散射特性上有实际的意义与价值。关键词：时频混合电磁仿真；变网格；典型目标；FDTD；PO-I-哈尔滨工业大学工学硕士学位论文AbstractTheelectromagneticscatteringcharacteristicsoftargetincludetheinherentinformationsuchassize,structure,andmaterial

7、oftarget.Theyhaveimportantrolesinradardetection,SARimageinterpretation,andremotesensing.Therefore,howtoobtainthetarget'selectromagneticscatteringcharacteristicsmorequicklyandaccuratelybecomesthefocusofstudy.Withthedevelopmentoftechnology,usingcomputertoestablishthetargetm