[發明專利]一種復雜結構電大尺寸目標電磁特性分析方法及系統

有效

• 申請號: 202010065681.5
• 申請日: 2020-01-20
• 公開（公告）號: CN111274703B
• 公開（公告）日: 2021-10-01
• 發明（設計）人: 徐延林;劉晨曦;黃賢俊;劉繼斌;劉培國
• 申請（專利權）人: 中國人民解放軍國防科技大學
• 主分類號: G06F30/20
• 分類號: G06F30/20
• 代理公司: 長沙國科天河知識產權代理有限公司 43225
• 代理人: 邱軼

1.一種復雜結構電大尺寸目標電磁特性分析方法，其特征在于，包括：

步驟1，對待分析目標進行表面三角剖分并根據目標表面幾何構型設定區域分解種子；基于分解種子完成目標的區域自主分解，獲得若干分解部件并編號；

步驟2，基于計算平臺的硬件配置，創建若干個并行線程，指定其中一個為主線程，剩余的為子線程，根據分解部件的數量和子線程的數量，分配每個子線程負責的分解部件的數量和編號；

步驟3，對于每個子線程，為其負責的所有分解部件定義RWG函數并在分解部件的外圍創建外部等效源，據此構建每個分解部件的綜合函數，將結果存儲至本地內存并上報主線程；

步驟4，重復步驟2，根據分解部件自身的RWG函數和照射電磁波的特性參數計算每個子線程負責的所有分解部件的自阻抗矩陣、激勵矩陣以及不同分解部件之間的互阻抗矩陣，對計算得到的自/互阻抗矩陣、激勵矩陣分別進行壓縮獲得壓縮阻抗矩陣和壓縮激勵矩陣，將結果存儲至本地內存并上報主線程；

步驟5，對于主線程，依次檢測每個分解部件與其余分解部件之間的連接邊界，獲得所有分解部件之間的所有連接邊界，計算連接邊界基于自身RWG函數產生的自阻抗矩陣、相對于照射波的激勵矩陣以及連接邊界與分解部件之間的互阻抗矩陣；

步驟6，根據上述獲得的壓縮阻抗矩陣和壓縮激勵矩陣構建針對目標整體結構的壓縮矩陣方程，求解該方程獲得目標上定義的綜合函數的電流系數，根據綜合函數的定義獲得目標表面的感應電流源，進一步根據自由空間理想電流源的輻射特性和目標表面的感應電流源計算得到目標整體的電磁特性；

所述步驟3包括：

步驟31，在分解部件外部構建一個虛擬的三維封閉表面，對構建的虛擬三維封閉表面進行非結構化三角網格剖分；

步驟32，根據分解部件自身的三角剖分網格和三維封閉表面的三角剖分網格分別定義RWG函數，其中，針對虛擬三維封閉曲面定義的RWG函數即是外部等效源；

步驟33，根據電場積分方程，利用分解部件自身的RWG函數和外部等效源構建反應方程，求解反應方程獲得綜合函數的解空間；對綜合函數的解空間進行奇異值分解，獲得綜合函數的展開系數矩陣；將綜合函數的展開系數矩陣與分解部件自身定義的RWG函數進行線性組合，獲得分解部件上定義的綜合函數，將每個分解部件構建的綜合函數存儲至本地內存并上報主線程；

所述步驟31包括：

步驟311，建立一個空間三維直角坐標系，使得待求解目標位于該坐標系中；

步驟312，對于得到的所有分解部件，依次檢測每個分解部件的所有三角剖分網格節點的三維空間坐標，從中篩選出每個坐標維度下的最大值和最小值，分別記為X_base＝[x_min,x_max]、Y_base＝[y_min,y_max]、Z_base＝[z_min,z_max]；

步驟313，為每個分解部件繪制虛擬立方體邊界框，該邊界框的三維邊界坐標分別為X＝X_base+Δ，Y＝Y_base+Δ，Z＝Z_base+Δ；

其中，Δ＝[-λ/10,λ/10]，表示虛擬邊界框相對于分解部件本身的坐標偏置，λ表示計算波長；

步驟314，對每個分解部件繪制的虛擬邊界框進行實體化，將虛擬立方體邊界框轉變為一個虛擬立方體，稱為邊界立方體，對邊界立方體進行表面三角剖分，得到若干三角面片。

2.如權利要求1所述的復雜結構電大尺寸目標電磁特性分析方法，其特征在于，所述步驟1包括：

步驟11，對待分析的目標進行非結構化三角網格剖分；

步驟12，根據目標的幾何構型，在目標外表面均勻設置一系列區域分解種子，即區域分解的初始基準點；

步驟13，基于種子生長機理，完成目標的區域自主分解，獲得若干分解部件。