[發明專利]一種多尺度天線陣列的快速仿真分析方法

在審

• 申請號: 202011241448.4
• 申請日: 2020-11-09
• 公開（公告）號: CN112668213A
• 公開（公告）日: 2021-04-16
• 發明（設計）人: 陶詩飛;王意釗;王昊;李男
• 申請（專利權）人: 南京理工大學
• 主分類號: G06F30/23
• 分類號: G06F30/23;G06F17/16;G06F17/11
• 代理公司: 南京理工大學專利中心 32203
• 代理人: 薛云燕

1.一種多尺度天線陣列的快速仿真分析方法，其特征在于，包括以下步驟：

步驟1、在各陣元結構外建立等效面，利用基于等效原理的區域分解法求解陣元的輻射問題，得到等效入射電磁流與等效散射電磁流之間的關系，計算出等效算子S；

步驟2、計算兩個陣元等效面相互作用的轉移算子T，擴展到計算多個陣元之間的相互作用問題，得到求解多個等效面上等效輻射電磁流的具體方程；

步驟3、對電大尺寸等效面的等效算子S，使用自適應交叉算法加速填充。

2.根據權利要求1所述多尺度天線陣列的快速仿真分析方法，其特征在于，步驟1所述在各陣元結構外建立等效面，利用基于等效原理的區域分解法求解陣元的輻射問題，得到等效入射電磁流與等效散射電磁流之間的關系，計算出等效算子S，具體如下：

步驟1.1、在各陣元結構外建立等效面；

步驟1.2、利用基于等效原理的區域分解法求解陣元的輻射問題，得到等效入射電磁流與等效散射電磁流之間的關系；

步驟1.3、得出利用等效原理求解單一目標輻射的總的矩陣方程為：

其中，下標S表示等效面，和為等效入射電流和等效入射磁流，和為等效散射電流和等效散射磁流，表示等效面S上的法向向量，下標p表示在等效面內的與算子操作有關的物體，[L_pp]^-1表示等效面內部目標上電流求解的過程；L和K為積分算子：

其中G(r,r′)為自由空間格林函數，為梯度算子，k₀和η分別為自由空間波數和波阻抗。

3.根據權利要求2所述多尺度天線陣列的快速仿真分析方法，其特征在于，步驟2所述計算兩個陣元等效面相互作用的轉移算子T，擴展到計算多個陣元之間的相互作用問題，得到求解多個等效面上等效輻射電磁流的具體方程，具體如下：

步驟2.1、求出兩個陣元之間相互作用的轉移算子，公式如下：

其中，表示陣元1的等效輻射電流和磁流；表示陣元1的等效輻射電流和磁流，T^hh表示陣元1和2等效面之間的轉移算子；

步驟2.2、利用S算子把轉化為待求的等效輻射電磁流得到求解兩個等效面上等效輻射電磁流的具體方程：

其中，I為單位矩陣，為等效面1上的等效輻射電磁流，為等效面2上的等效輻射電磁流，為等效面1上的等效入射電磁流，為等效面2上的等效入射電磁流，S₁₁是等效面1上的等效算子，S₂₂是等效面2上的等效算子；T₁₂、T₂₁分別為等效面1與等效面2相互間作用的轉移算子；

步驟2.3、如果問題中包含M個等效面，則式(8)擴展為如下形式：

式中，S_MM是等效面M上的等效算子；T_M2、T_2M分別為等效面M與等效面2相互間作用的轉移算子；T_M1、T_1M分別為等效面M與等效面1相互間作用的轉移算子。

4.根據權利要求3所述多尺度天線陣列的快速仿真分析方法，其特征在于，步驟3所述對電大尺寸等效面的等效算子S，使用自適應交叉算法加速填充，具體如下：

步驟3.1、對待求目標進行分組，建立樹形結構，在樹形結構的基礎上將原矩陣分成了多個不同大小的子矩陣；

步驟3.2、自作用組的子矩陣、相鄰兩組之間的相互作用形成的子矩陣使用矩量法直接計算，其它不相鄰組之間的子矩陣使用自適應交叉算法進行快速填充。