[發明專利]基于等效原理的區域分解階數步進時域積分方法

有效

• 申請號: 201410097181.4
• 申請日: 2014-03-14
• 公開（公告）號: CN104915326B
• 公開（公告）日: 2019-01-15
• 發明（設計）人: 何姿;陳如山;樊振宏;丁大志
• 申請（專利權）人: 南京理工大學
• 主分類號: G06F17/50
• 分類號: G06F17/50
• 代理公司: 南京理工大學專利中心 32203
• 代理人: 朱顯國

本發明公開了一種基于等效原理的區域分解階數步進時域積分方法。步驟如下：求解散射目標與包圍該目標的等效面間的相互作用；求解等效面與等效面之間的相互作用，一個等效面上的等效散射電磁流在其他等效面上感應出相應的等效散射電磁流，各個等效面之間通過相互耦合作用不斷更新其表面的等效散射電磁流，直至達到穩定狀態；根據求得的散射目標與包圍該目標的等效面間的相互作用關系以及等效面與等效面之間的相互作用關系，采用迭代法求解出等效面上最終的等效散射電磁流；由等效面上的最終等效散射電磁流，根據互易定理求解出雷達散射截面積。本發明可對多個目標的散射特性進行快速的電磁散射仿真，其實現過程靈活自由，具有很強的實際工程應用價值。

技術領域

本發明屬于目標電磁散射特性數值計算技術領域，特別是一種基于等效原理的區域分解階數步進時域積分方法。

背景技術

如何精確、髙效的分析目標的電磁散射問題一直作為計算電磁學的重要使命，被解決的方法也是多種多樣。在實際工程應用中，越來越多的需要對各類復雜目標、多目標或者周期重復目標所組成的目標群的電磁散射特性進行分析，因此高精度并且高效的電磁場的數值算法也顯得愈發的重要。傳統的基于積分方程的方法如矩量法（MoM)已經被廣泛的用于分析各種目標的散射和福射問題。然而，由于其形成的矩陣是稠密陣，無論是直接求解還是迭代求解，都需要消耗大量的內存，在現有的計算機設備下，很難計算電大尺寸目標。

發明內容

本發明的目的在于提供一種高效、穩定的基于等效原理的區域分解階數步進時域積分方法，能夠通過一次數值計算快速得到寬頻帶的電磁散射特性參數。

實現本發明目的的技術解決方案為：一種基于等效原理的區域分解階數步進時域積分方法，步驟如下：

步驟1、求解散射目標與包圍該目標的等效面間的相互作用，入射電磁場在等效面上產生等效入射電磁流，該等效入射電磁流在散射目標上生成感應電磁場并產生相應的散射電磁流，目標上的散射電磁流在等效面上感應出相應的等效散射電磁流；

步驟2、求解等效面與等效面之間的相互作用，一個等效面上的等效散射電磁流在其他等效面上感應出相應的等效散射電磁流，各個等效面之間通過相互耦合作用不斷更新其表面的等效散射電磁流，直至達到穩定狀態；

步驟3、根據步驟1求得的散射目標與包圍該目標的等效面間的相互作用關系以及步驟2所得等效面與等效面之間的相互作用關系，采用迭代法求解出等效面上最終的等效散射電磁流；

步驟4、由等效面上的最終等效散射電磁流，根據互易定理求解出雷達散射截面積。

本發明與現有技術相比，其顯著優點為：（1）可解決寬頻帶問題：時域積分方法可解決寬頻帶問題的求解；（2）矩陣性態好：基于等效原理的區域分解方法，可將一個大問題分解為若干個子區域進行求解，提高了矩陣的條件數；（3）后時穩定性好：階數步進時域積分方法是無條件穩定的，克服了時間步進積分方程得后時不穩定的弱點。

下面結合附圖對本發明作進一步詳細描述。

附圖說明

圖1是本發明零場等效原理示意圖。

圖2是本發明等效面與等效面內散射目標的作用示意圖。

圖3是本發明等效面與等效面之間的作用示意圖。

圖4是本發明實施例1中不同頻點下的計算結果示意圖，其中（a）頻率為50MHz時的雙站RCS，（b）頻率為100MHz時的雙站RCS，（c）頻率為150MHz時的雙站RCS，（d）頻率為200MHz時的雙站RCS，（e）頻率為250MHz時的雙站RCS，（f）頻率為300MHz時的雙站RCS。

具體實施方式

下面結合附圖對本發明作進一步詳細描述。