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第一篇电大论文范文参考：电大目标的时域及频域散射场计算方法研究
随着信息技术的迅猛发展,现代战争已由机械化战争演变为信息化战争.现代探测设备和武器系统向智能化、高精度、远距离发展,传统作战武器在战场上的生存能力、突防和打击能力受到严重的威胁.隐身技术的出现极大地提高了武器装备的生存概率及战斗能力.隐身技术的探索必须从目标的电磁散射特性研究入手,而目标的电特大尺寸所导致的巨大未知量增加了目标雷达散射截面(RCS)预估的复杂度.另一方面,短脉冲通信和超宽带雷达的广泛应用对目标宽带RCS的快速预估提出了迫切的需求,亟需开展时域电磁理论和技术的深入研究.本论文密切结合“十一五”国防科技预研重点项目,研究了电大尺寸复杂目标的频域及时域散射计算方法,所取得的成果可概括为：
1.深入研究了裁剪非均匀有理B样条(NURBS)曲面建模技术.对于基于裁剪NURBS曲面建模的电大尺寸目标,从其标准格式的IGES(Initial Graphic ExchangeSpecification)模型输出文件中提取出后续电磁计算所需的几何信息,包括裁剪NURBS曲面基面的阶数、控制顶点、权因子、节点矢量和参数域与空间域的所有裁剪曲线,实现IGES文件的二次开发,使得目标建模与电磁计算的数据接口一致.
2.在深入分析裁剪NURBS曲面数学模型的基础上,实现了基于二维参数域的裁剪曲面上离散点的有效性判定方法.该方法将判定离散点是否位于三维空间裁剪曲面的有效域转化为判定离散点相应的参数是否位于裁剪曲面的二维参数定义域,简化了判定的过程,是后续电磁计算的预处理工作.
3.针对传统物理光学(PO)方法采用数值积分计算裁剪NURBS曲面上物理光学积分带来的计算速度慢、所需内存多的缺点,在深入分析驻相法(SPM)计算裁剪曲面物理光学积分失效原因的基础上,将驻相法与Gordon公式相结合,提出了SPM-Gordon方法计算裁剪曲面上的物理光学积分,同时提出了一种简单快速的遮挡判断方法.新方法兼具驻相法的速度优势与Gordon方法的灵活性,与数值积分相比速度提高十倍以上.
4.针对传统时域物理光学(TDPO)仅用于计算电大理想导体目标时域散射场的局限性,提出将TDPO推广应用于分析电大均匀介质目标的时域散射场.将菲涅尔反射系数引入频域物理光学近似,由逆傅里叶变换推导出介质TDPO的表达式,从而使TDPO能够分析电大均匀介质目标的瞬态散射及宽带RCS.
5.针对传统TDPO采用数值积分计算时域物理光学积分所导致的诸多缺点,如积分单元尺寸必须满足一定限制才能保证积分精度,计算速度慢等,提出了改进TDPO计算电大导体或者均匀介质目标的时域散射场及宽带RCS.改进TDPO将时域散射场表示为入射脉冲与时域物理光学积分之间的卷积运算.通过Radon变换得到了三角面片上时域物理光学积分的完全精确的闭式表达式,该表达式的精度与三角面片的尺寸无关.在满足建模精度的前提下,目标可以采用尽量大的三角面片进行拟合而不影响时域散射场的计算精度.
6.针对传统时域等效边缘电磁流(TD-EEC)计算目标的时域散射场时,需要将目标边缘离散为满足一定长度限制的直线段才能保证围线积分的计算精度,提出了改进的TD-EEC计算平板结构的时域散射场及宽带RCS.改进TD-EEC将时域散射场表示为入射脉冲与绕射系数沿边缘的围线积分之间的卷积运算.通过Radon变换提出了直线段上围线积分精确的闭式表达式,该表达式的精度与积分线段的长度无关.因此当绕射边缘为任意直边缘时,应用改进TD-EEC不需要对边缘进行离散,从而显著地提高计算速度并降低存储量.
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第二篇电大论文样文：基于有限元法的混合技术及其在复杂电大腔体电磁分析中的应用
电大尺寸复杂腔体的电磁特性分析是计算电磁学中重要的研究内容,它对飞行器隐身与反隐身技术研究、电子设备电磁兼容性能分析以及有关微波器件设计具有重要意义.
矢量有限元方法(EB-FEM)是一种有效的分析复杂目标电磁特性的数值计算方法.Whitney早在1957年就描述过基于矢量有限元法的离散单元构想,但直到80年代,EB-FEM在计算电磁学中的重要性才被认识到.从此,EB-FEM的研究得到了蓬勃发展.90年代以来,J．M．Jin和J．L．Volakis等学者将EB-FEM与其它方法相结合,成功地对许多电磁问题进行了分析. 本文以EB-FEM为基础,以电大尺寸复杂腔体的电磁特性为分析对象,对EB-FEM与迭代物理光学法(IPO)、区域分解法(DDM)、阻抗边界条件(IBC)、完全匹配层(PML)和Mur吸收边界条件的结合算法以及具有非完纯导体边界的IPO理论模型进行了研究.文中还讨论了一些内存紧缩技术及EB-FEM方程组的快速求解方法.论文主要包括以下内容： 将迭代物理光学法(IPO)的子域连接法与EB-FEM相结合,提出了一种新的混合方法—IPO／FEM法.建立了IPO／FEM混合法数学模型,并将其应用于分析电大尺寸复杂结构腔体的电磁散射特性.讨论了有限元方程组系数矩阵的压缩存储技术和其它一些内存紧缩方法,节省了大量的内存消耗.有限元方程组采用双共轭梯度法进行求解,通过对称超松弛迭代对方程组系数矩阵的性态进行改善,提高了双共轭梯度法的基于有限元法的混合技术及其在复杂电大腔体电磁分析中的应用求解速度和迭代算法的稳定性. 将迭代物理光学(IPO)法推广到非完纯导体边界目标的电磁散射特性分析中,建立了具有阻抗边界的IPO理论模型,并应用这种推广的IPO方法分析几何结构简单的电大尺寸介质涂敷腔体的电磁散射特性.在此基础上,将改进的IPO与FEM相结合对工程实际中所常见的具有复杂几何结构终端的电大尺寸介质涂敷腔体的电磁散射特性进行分析.由于介质涂敷区域可以直接应用IPO进行处理,避免了采用EB一FEM进行研究,节省了大量的计算时间和内存消耗.讨论了介质涂敷表面的格林函数求解方法,将其应用于推广的IPO方法中可以进一步提高该方法的计算精度. 研究了区域分解法(DDM)与EB一FEM、边界积分方程(BIE)法相结合的混合算法一DDM/F EM一BIE方法.讨论了重叠DDM、非重叠DDM和超松弛DDM的迭代过程及其在EB一FEM中的应用.采用这种混合方法对电大尺寸三维开口腔体的电磁散射特性进行了分析,从而为应用低频方法分析电大尺寸目标提供了一条新的途径.在此基础上,将DDM与EB一FEM、物理光学法、物理绕射理论相结合,分析了带有深腔的电大尺寸三维导体目标的电磁散射特性. 将完全匹配层(PML)应用到EB一FEM中对波导介质不连续性问题进行处理.讨论了波导*质块的多少以及介电常数特性与S参数的关系,研究了PML的不同构造对S参数求解精度的影响,得出了一些对工程设计具有参考价值的结论.将Leontovich IBC与EB一FEM相结合对内壁涂覆多层介质的电小尺寸开口腔体的电磁散射特性进行分析,计入了介质内部电磁波的多次反射,提高了IBC邝EM方法的精度.第三篇电大论文范文模板：电大尺寸含腔体复杂目标矢量电磁散射一体化精确建模与高效算法研究
本文主要研究了含有电大尺寸腔体的复杂目标三维矢量散射的精确建模与高效计算问题.全文以这一问题所展开的三个子问题作为线索分别研究了高效求解含腔目标外域问题的多层快速多极子方法（MLFMA）和高效求解含腔目标内腔散射贡献问题的腔体级联法（CS）,并提出了广义混和场积分方程新技术.利用这一新技术,并结合MLFMA和CS,我们成功求解了含腔电大复杂目标的电磁散射.
首先,本文系统地阐述了作为整个课题研究的基础—矩量法的关键技术,例如目标体的几何建模,基函数和权函数的选择,积分方程奇异积分的处理,导体目标的内谐振以及如何去除伪解等等.在矩量法的基础上本文还研究了一系列加速RCS计算的方法,如基波激励法,矩阵块对角预处理方法,以及带相位修正的初值继承迭代方法.使用这些技术极大提高了矩量法求解单站RCS的速度,并为后面的研究打下了良好的基础. 针对高效求解含腔目标的外域散射的问题研究了复杂度分别为O（N~(1.5)）和O（NlogN）的快速多极子方法以及多层快速多极子方法.首先,快速多极子和多层快速多极子方法的基本原理被全面阐述.然后,其计算复杂度也得到了深入的剖析.在此基础上我们还优化了多层快速多极子方法不变项的计算和存储,并发现了平移算子夹角不变性的性质,此外针对扁平目标开发出高效的FFT-MLFMA程序. 针对高效求解含腔目标的腔内散射贡献的问题,我们研究了腔体的级联法,并分析了这一算法的复杂度与分段的关系.通过使用腔体级联法技术,不同形状的腔体内部对电磁散射的影响得到了较好的研究. 在上述研究的基础上,本文首次提出了一种广义混和场积分方程新技术.该法结合多层快速多极子方法和腔体级联法成功地用于求解含腔目标电磁散射的RCS. 最后,本文还研究了并行计算技术在多层快速多极子算法中的应用. 全文大量的算例有力地证明了我们研究的含腔电大尺寸目标电磁散射计算方法不仅高效而且精确.第四篇电大论文范例：电大尺寸复杂目标高频宽带散射算法研究
高分辨雷达因其成像精度高,能全天候工作等优点在目标雷达成像和识别领域具有广阔的应用前景.而实现高分辨率也就要求高的工作频率及带宽,致使雷达工作频率不断向着红外波段和太赫兹波段延伸,为作为其基础的目标电磁散射的研究提出更高要求.一方面频率的提升导致目标电尺寸不断增加,使电大尺寸复杂目标电磁散射特性的精确分析和预估成为亟待解决的问题；另一方面伴随雷达工作频带的不断展宽,对目标宽带甚至超宽带电磁散射特性的快速准确预估的需求日渐加强.因此,开展电大尺寸复杂目标高频宽带电磁散射相关算法的研究具有十分重要的理论意义及军事应用价值.基于上述背景,本文着重研究了以下内容：1、应用图形电磁学方法计算了太赫兹频段电大尺寸目标的雷达散射截面(RCS).针对太赫兹频段单屏像素数量不足以满足计算精度要求的问题,采用分区显示算法将目标分区域逐次显示在屏幕上,并提取像素有效信息进行后续计算,同时对于目标剖分单元数量庞大带来的计算量剧增的问题,应用OpenMP技术并结合OpenGL中的显示列表技术加速计算过程.在此基础上通过引入Lorentz-Drude模式计算了常见的三种金属的电磁参数随入射波频率提高的变化曲线,并以垂直入射平板为例讨论了金属目标散射截面随入射波频率由高频到太赫兹及光学频段的变化规律.2、着重对介质体目标的高频散射特性的计算方法进行研究.在分析了包括传统表面积分方法在内的电大介质目标散射算法的基础上,基于体积分方程,引入广泛应用于逆散射综合问题的传统Born近似和Rytov近似,分别从矢量波动方程和标量波动方程出发,利用近似条件弱化场量间相互关系,进而实现弱散射介质体目标RCS的简化计算,并结合半空间格林函数给出半空间环境下的弱散射体目标散射特性计算方法.3、在研究了用于计算腔体RCS的弹跳射线法的基础上,针对传统弹跳射线法中积分傅里叶变换的局限性,重新推导了对应于三角剖分单元的数值积分公式,然后结合图形电磁学和等效电磁流法等方法,对含腔的金属、介质复合目标上具有不同散射机理的的部分结构采用不同的计算方法进行计算,最终基于散射中心叠加理论,将各部分散射场进行综合,实现对电大尺寸复合目标的整体RCS进行计算分析.4、将幅相分离插值方法应用于半空间目标宽带电磁散射特性的分析中.针对半空间散射体表面感应电流的特性,将主要相位因子提出单独考虑,余下随频率变化相对平滑的剩余项运用最佳一致逼近快速求取其宽带特性,再结合半空间格林函数求解半空间背景下目标的电、磁矢量及标量位函数,进而求解其散射场,最终实现对半空间目标的宽带电磁散射特性分析计算.
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第五篇电大论文范文格式：混合方法分析电大目标附近天线受扰方向图
电大尺寸复杂载体上各种天线和天线阵列的电磁辐射和电磁兼容问题是当今理论界与工程界中极富挑战性的课题.该课题的涉及面相当广泛,研究方法众多.随着计算机技术的不断进步,计算机辅助设计已经在工业产品的设计和生产过程中得到普及.目前,非均匀有理B样条(NURBS)曲面建模技术已经成为工业产品建模的主流方法.基于NURBS曲面建模技术的电磁计算方法是一个紧迫且具有重大理论意义和工程意义的课题.本文紧密结合支撑技术项目,综合考虑传统的高频方法和低频方法的优势,用高低频混合方法来分析这类问题,研究了基于NURBS曲面建模的MOM-PO混合方法以及高阶MOM结合UTD方法,并将其用于分析电大目标附近天线和天线阵列的受扰方向图.本文的主要工作和创新点可以概括为：
1.提出一种改进的基于NURBS建模的PO方法来分析电大散射体附近天线的受扰方向图.该方法克服了传统方法中用球面波代替真实天线,且天线必须远离散射体的局限性.本文用真实天线辐射场作为PO区域的入射场来激发感应电流,使得天线无需远离散射体,增强了算法的通用性.基于SPM的NURBS-PO方法中,使用优化方法搜索驻相点.本文利用Ludwig积分来计算感应电流的曲面积分,使得算法更加简洁易于实现.另一方面研究了基于SPM的NURBS-PO方法的加速算法,使得该算法效率大幅提高.
2.提出一种改进的基于NURBS建模的MOM-PO混合方法来分析位于散射体附近天线的受扰方向图.传统基于NURBS建模的MOM-PO方法中,采用SPM方法计算感应电流的曲面积分,天线必须远离散射体一个波长以上.本文从数值算例及理论两方面分析了SPM方法在近场计算时失效的原因.采用Ludwig积分计算有理贝齐尔曲面上的物理光学感应电流积分,克服了近场计算失效问题.数值算例验证了本文方法的有效性,且不受限于天线与散射体的距离.此外,提出了一种类似于自适应方法的积分区域剖分判定方法来提高算法效率.
3.提出Ludwig积分结合SPM技术的NURBS MOM-PO方法,用于电大平台问题的高效分析.Ludwig积分需要对一个矩形区域进行剖分,为得到较高精度的计算结果,往往剖分较细,使得计算效率不高.SPM方法不需要任何剖分.因此,先对天线单元与散射体的距离进行预判断,如果距离低于一个波长则用Ludwig积分处理,反之则使用SPM方法.利用Ludwig积分结合SPM技术计算有理贝齐尔曲面上物理光学感应电流的积分,既避免了单纯使用SPM方法时近区场计算失效的问题,又避免了单纯使用Ludwig积分时计算效率较低的缺点.
4.提出基于Ludwig积分结合SPM方法的NURBS MOM-PO快速算法.SPM方法求解过程中多次求解关键点消耗大量计算时间,本文引入两种加速技巧,通过对矩量法区域进行分组求解及计算方向图时采用插值关键点方法,极大的提高了NURBS建模MOM-PO混合方法的计算效率.数值结果与不加速的NURB*OM-PO方法和三角形建模的MOM-PO得到的结果吻合良好.计算时间的对比说明了本文方法与传统方法相比,效率大幅度提高.
5.提出高阶MOM结合UTD分析电大平台附近复杂天线受扰方向图.使用高阶MOM计算无平台下包围复杂天线的近区封闭面上的复矢量场,根据等效原理得到封闭面上的初始电磁流.采用UTD方法计算平台的散射场,迭代封闭面上的电磁流分布.根据迭代结束后的电磁流结合UTD计算天线的受扰方向性图,通过与矩量法的计算结果对比,说明本文方法的精度高,且该方法在计算复杂天线在电大平台下受扰方向图时具有计算时间上的优势.近似方法的提出提高了计算效率,且结果与MOM吻合甚好.本文方法比以往相关文献方法的优势在于考虑了电大平台对天线的影响,使得结果更加可靠.
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电大引用文献:
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