基于特殊结构目标的积分方程区域分解方法关键技术研究

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1、电子科技大学UNIVERSITYOFELECTRONICSCIENCEANDTECHNOLOGYOFCHINA硕士学位论文MASTERTHESIS（电子科技大学图标）论文题目基于特殊结构目标的积分方程区域分解方法关键技术研究学科专业电磁场与微波技术201121020225魏翔学号作者姓名指导教师胡俊教授 分类号密级注1UDC学位论文基于特殊结构目标积分方程区域分解方法关键技术研究（题名和副题名）魏翔（作者姓名）指导教师胡俊教授成都电子科技大学（姓名、职称、单位名称）申请学位级别硕士学科专业电磁场与微波技术提交论文日期2014.03.20论文答辩日期2014.05.29学位授予单位和日期

2、电子科技大学2014年06月23日答辩委员会主席评阅人注1：注明《国际十进分类法UDC》的类号。 RESEARCHONTHEKEYTECHNOLOGYOFDOMAINDECOMPOSITIONMETHODFORINTEGRALEQUATIONBASEDONTHESPECIALSTRUCTURETARGETMasterThesisSubmittedtoUniversityofElectronicScienceandTechnologyofChinaMajor:ElectromagneticFieldandMicrowaveTechnologyAuthor:Advisor:WeiXiang

3、Prof.HuJunSchool:SchoolofElectronicEngineering 独创性声明本人声明所呈交的学位论文是本人在导师指导下进行的研究工作及取得的研究成果。据我所知，除了文中特别加以标注和致谢的地方外，论文中不包含其他人已经发表或撰写过的研究成果，也不包含为获得电子科技大学或其它教育机构的学位或证书而使用过的材料。与我一同工作的同志对本研究所做的任何贡献均已在论文中作了明确的说明并表示谢意。作者签名：日期：年月日论文使用授权本学位论文作者完全了解电子科技大学有关保留、使用学位论文的规定，有权保留并向国家有关部门或机构送交论文的复印件和磁盘，允许论文被查阅和借阅。本

4、人授权电子科技大学可以将学位论文的全部或部分内容编入有关数据库进行检索，可以采用影印、缩印或扫描等复制手段保存、汇编学位论文。（保密的学位论文在解密后应遵守此规定）作者签名：导师签名：日期：年月日 摘要摘要对于包含复杂结构和媒质的三维电大尺寸目标，特别是多尺度（Multi-Scale）目标的电磁建模并准确分析变得越来越重要。本文主要针对实际工程中的多尺度问题，系统研究了积分方程区域分解算法（IE-DDM）。研究工作覆盖了理想金属目标，均匀无耗介质目标以及金属介质复合目标的电磁散射与电磁辐射的仿真分析。对于多尺度目标，不仅研究了共形网格的区域分解方法，而且进一步研究了基于非共形网格的积分

5、方程区域分解算法在复杂目标电磁仿真中的应用。首先，本文介绍了积分方程区域分解算法的基本原理，并描述了该算法的矩量法数值求解主要步骤。对于全金属目标，各个子区域采用混合场积分方程(CFIE)求解，对于均匀的介质目标，使用基于介质表面积分方程的广义混合场积分方程（G-CFIE）求解，而对于金属介质混合目标则采用表面积分方程的组合方法（CFIE-G-CFIE）求解。传统积分方程区域分解算法，各相邻闭合子区域的交界面必须使用共形接触面，其网格离散难度较大。本文使用非共形接触面，以实现非共形的积分方程区域分解方法，并成功应用于带有外挂系统的直升机模型电磁散射特性的求解。对于复杂多尺度结构的电磁仿

6、真分析，区域分解算法虽然可以改良阻抗矩阵的条件数，但矩阵方程迭代求解仍然较慢。为进一步提高积分方程区域分解算法的效率，IE-DDM充分利用了算法中各闭合独立子区域的自耦合阻抗矩阵，在原有区域分解阻抗矩阵的左侧加入预条件矩阵，改变原阻抗矩阵的条件数，调整矩阵的特征值分布，减少迭代求解次数。最后，本文提出了针对旋转体和非旋转体组合目标的区域分解算法。针对旋转对称结构子区域，使用与旋转子区域相应的基函数（BoRBasis）对旋转结构目标进行离散剖分，而对于非旋转体结构则使用RWG基函数离散，进而应用区域分解思想对此类目标进行分析。数值实验证明该方法在求解旋转体和非旋转体组合目标电磁问题上具有

7、良好效果。关键词：积分方程区域分解算法，非共形，多尺度结构，金属介质复合目标，旋转体I ABSTRACTABSTRACTTheintegralequation(IE)methodisapopulartoolwhichhasmanyimportantapplicationse.g.intheradartechnology,antennadesignandmicrowaveengineering.Inthispaper,thesurfaceinte