[發明專利]基于子全域基函數方法的大規模準周期結構電磁散射特性分析方法有效

申請號：	202010571149.0	申請日：	2020-06-22
公開（公告）號：	CN111832157B	公開（公告）日：	2022-11-08
發明（設計）人：	相偉;陸衛兵;楊武	申請（專利權）人：	東南大學
主分類號：	G06F30/20	分類號：	G06F30/20
代理公司：	南京蘇高專利商標事務所(普通合伙) 32204	代理人：	顏盈靜
地址：	211100 江***	國省代碼：	江蘇;32
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摘要：
搜索關鍵詞：	基于全域函數方法大規模周期結構電磁散射特性分析
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【說明書】：

本發明公開了一種基于子全域基函數方法的大規模準周期結構電磁散射特性分析方法，充分利用了準周期結構的物理特征，通過特征模提取出主要特征電流模式作為子全域基函數，從而大大降低了求解的復雜度，提高了計算效率。

技術領域

本發明涉及一種基于子全域基函數方法的大規模準周期結構電磁散射特性分析方法，屬于周期結構電磁特性數值計算領域。

背景技術

近年來，周期結構在相控陣雷達、頻率選擇表面和超材料都有著十分廣泛的應用。隨著發展，準周期結構在反射陣天線、超表面都有著越來越多重要的應用。針對此類準周期陣列結構的電磁數值計算方法大都還是利用全波方法與加速算法混合算法，并沒有利用陣列結構中的結構特性與物理特征。

子全域基函數方法一直致力于利用陣列結構中的物理特征，高效的提取全域基函數。傳統的子全域基函數方法是利用求解的激勵源去激勵3×3子陣列，每個單元只有一個全域基函數，這樣可以大大縮減的周期陣列結構的等效未知量，提高計算效率。然而，這種方法只能處理單元完全相同的周期結構，應用場景存在局限性。隨著對子全域基函數方法的研究，大多都在針對子全域基函數方法進行加速，由于傳統的子全域基函數的建立方法比較固定，導致分析的對象均為單元完全相同的周期陣列結構。

綜上，現有的子全域基函數方法采用的基函數建立方案是存在局限性的，并非最優的方案。

發明內容

發明目的：為了突破子全域基函數方法只能處理單元完全相同的周期陣列結構的局限，提供了一種基于子全域基函數方法的大規模準周期結構電磁散射特性分析方法。

技術方案：基于子全域基函數方法的大規模準周期結構電磁散射特性分析方法，包括以下步驟：

S100：選取一個參考單元進行幾何建模與網格剖分，將該參考單元進行空間旋轉、縮放得到若干其他單元及其對應的網格信息，將其他單元沿沿單元拓展方向排布，與參考單元構成準周期陣列；

S200：將位于準周期陣列中心位置處的a×a子陣列取出，將子陣列所含單元與整個準周期陣列的單元進行位置對應；

S300：對a×a子陣列建立基于RWG基函數和電場積分方程的廣義特征值方程，對廣義特征值方程進行求解，得到可用RWG基函數進行展開的特征電流模式；

S400：根據模式重要性對a×a子陣列得到的全部特征電流模式進行截斷選取，得到 K個特征電流模式，根據K個特征電流模式和位置對應關系，建立每個單元的一組子全域基函數；

S500：利用子全域基函數離散整個準周期陣列的電流分布得到縮減的阻抗矩陣方程，求解該阻抗矩陣方程得到整個準周期陣列的表面電流分布以及遠場雷達散射截面；

S600：基于整個準周期陣列的電流分布以及雷達散射截面，對準周期陣列的電磁散射特性進行分析。

進一步的，在S100中，將距離準周期陣列結構原點最近的單元作為參考單元。

進一步的，在S100中，沿單元拓展方向的相鄰單元存在一致的單元縮放比例和單元旋轉比例。