【摘要】：目標(biāo)的電磁散射特性包含了目標(biāo)的大小,結(jié)構(gòu),材質(zhì)等固有信息,它們?cè)诶走_(dá)探測(cè),SAR圖像解譯,遙感等領(lǐng)域中有著重要的作用,因此如何更快更準(zhǔn)確的獲得目標(biāo)的電磁散射特性已成為現(xiàn)在研究的重點(diǎn)問(wèn)題。隨著技術(shù)的發(fā)展,利用計(jì)算機(jī)建立目標(biāo)模型進(jìn)而仿真成為一種十分重要的獲取散射特性的手段。針對(duì)電大尺寸目標(biāo),目前常用的電磁仿真方法為高頻近似方法,然而這種方法計(jì)算得到的仿真精度較低,很難滿(mǎn)足高精度的目標(biāo)識(shí)別等需求。如若采用仿真精度高的數(shù)值計(jì)算方法,將會(huì)消耗大量的計(jì)算資源以及時(shí)間,為此本文提出了一種高階變網(wǎng)格時(shí)頻混合電磁仿真方法。本文研究的方法通過(guò)結(jié)合仿真效率高但精度差的高頻近似法以及仿真精度高但計(jì)算緩慢的時(shí)域數(shù)值計(jì)算方法,結(jié)合兩種方法的特點(diǎn)以及目標(biāo)的結(jié)構(gòu),將數(shù)值方法應(yīng)用在目標(biāo)結(jié)構(gòu)復(fù)雜的區(qū)域,對(duì)于結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單的部分則采用高頻近似方法,再將兩者耦合計(jì)算,充分發(fā)揮不同方法優(yōu)點(diǎn),以實(shí)現(xiàn)電大尺寸目標(biāo)的高精度快速電磁仿真。本文所研究的時(shí)頻混合電磁仿真方法,首先將目標(biāo)根據(jù)復(fù)雜程度以及結(jié)構(gòu)大小劃分為時(shí)、頻兩個(gè)計(jì)算區(qū)域,時(shí)域區(qū)目標(biāo)結(jié)構(gòu)復(fù)雜,頻域區(qū)則相對(duì)目標(biāo)較為簡(jiǎn)單,之后一方面在各自的區(qū)域內(nèi)獨(dú)立進(jìn)行FDTD方法以及PO方法對(duì)目標(biāo)仿真計(jì)算,得到目標(biāo)的遠(yuǎn)場(chǎng)散射數(shù)據(jù),另一方面通過(guò)近-近場(chǎng)外推技術(shù),推導(dǎo)時(shí)、頻區(qū)之間的“二次激勵(lì)源”,并根據(jù)此計(jì)算兩區(qū)域相互影響的耦合場(chǎng)。為了提高計(jì)算精度,本文設(shè)計(jì)了高階變網(wǎng)格的計(jì)算方案,在FDTD計(jì)算中根據(jù)目標(biāo)復(fù)雜程度劃分不同長(zhǎng)度的網(wǎng)格,在PO方法中調(diào)整合適的面元已達(dá)到較高的精度。最后針對(duì)簡(jiǎn)單的目標(biāo)進(jìn)行了仿真實(shí)驗(yàn)以驗(yàn)證方法的正確性,并對(duì)典型目標(biāo)的電磁散射特性進(jìn)行了仿真。分析實(shí)驗(yàn)結(jié)果,對(duì)散射結(jié)果的定量比較驗(yàn)證了本文研究的高階變網(wǎng)格時(shí)頻混合電磁仿真方法結(jié)果的準(zhǔn)確性,同時(shí)對(duì)比仿真時(shí)間消耗,證明了該方法相比于傳統(tǒng)數(shù)值方法,可以實(shí)現(xiàn)對(duì)電大尺寸目標(biāo)的快速電磁計(jì)算。因此該時(shí)頻混合方法在獲取電大尺寸目標(biāo)電磁散射特性上有實(shí)際的意義與價(jià)值。
【學(xué)位授予單位】：哈爾濱工業(yè)大學(xué)
【學(xué)位級(jí)別】：碩士
【學(xué)位授予年份】：2018
【分類(lèi)號(hào)】：TN011
【圖文】：

哈爾濱工業(yè)大學(xué)工學(xué)碩士學(xué)位論文三維坐標(biāo)、介質(zhì)編號(hào)、至少兩個(gè)時(shí)刻電場(chǎng)、至少兩個(gè)時(shí)ouble 型數(shù)據(jù)，如此可以計(jì)算得至少需要的內(nèi)存為 170計(jì)算過(guò)程中一些臨時(shí)值的存儲(chǔ)，最基本的 FDTD 計(jì)算若采用 PO 方法目標(biāo)進(jìn)行計(jì)算則只需考慮到目標(biāo)的，按照 PO 的計(jì)算原理最多不需要 1GB 的內(nèi)存，而且計(jì)差，無(wú)法反應(yīng)復(fù)雜物理結(jié)構(gòu)散射信息。

a) 二面角模型 b) 球體模型 c) 啞鈴模型圖 4-4 典型簡(jiǎn)單目標(biāo)示意圖4.3.2 時(shí)頻混合方法仿真目標(biāo)對(duì)于高階自適應(yīng)網(wǎng)格時(shí)頻混合方法而言，其計(jì)算的目標(biāo)相比于簡(jiǎn)單的目標(biāo)有一定的復(fù)雜程度，因此首先采用如圖 4-5所示的組合目標(biāo)，材質(zhì)均設(shè)為金屬，其中啞鈴放在平板中央，啞鈴大小為31.8 0.5 0.5m，平板大小為35 5 0.5m。圖 4-5 混合目標(biāo)模型

【參考文獻(xiàn)】

相關(guān)期刊論文 前6條

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本文編號(hào)：2730337