基于kd-tree电磁散射高频的分析

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1、硕士学位论文基于KD．Tree的电磁散射高频分析摘要雷达散射截面(RCS)是目标特性的重要参数。怎样高效预估目标的RCS一直是计算电磁学领域的热点课题。数值计算方法可分为全波分析法、高低频混合法和高频方法。在计算电大尺寸目标时，高频方法对比全波分析法和高低频混合法更加有效。本文利用弹跳射线法(SBR)分析了电大尺寸目标的RCS。在SBR方法中，根据几何光学(Go)中光线的传播特性用射线管模拟电磁波的传播并计算交点的感应电流，最终观察角度的散射场通过物理光学(PO)积分得到。除了计算一次散射外，SBR方法考虑了电磁波在目标上的多

2、次反射。本论文的主要工作有：首先，采用堆栈KD．Tree和线索KD．Tree来加速弹跳射线法中的射线追踪过程，并研究了其计算效果；其次，采用二阶Bezier曲面建模技术提高结果的准确性，在曲面求交过程中采用牛顿迭代法计算射线和目标的交点；第三，将等效边缘电磁流法(EEC)和截断增量绕射系数法(TW-ILDC)结合SBR来提高计算精度；第四，利用OpenMP技术对程序进行了并行；最后，开发了基于Gmsh的高频散射仿真软件用于分析电大尺寸目标的RCS。关键词：雷达散射截面积，弹跳射线法，KD．Tree，Bezier曲面，牛顿迭代法

3、，边缘绕射，仿真软件硕士学位论文AbstractTheradarCROSSsection(RCS)isanimportantparameteroftheobjectfeature，andhowtopredictitefficientlyhasbeenahottopicinthecomputationalelectromagneticssociety．ThenumericalmethodsincomputationalelectromagneticsCanbecategorizedintofull—wavemethod，hybr

4、idhigh—frequency／low-frequencymethodandhighfrequencymethod．Comparedtothefull—wavemethodandhybridhigh—frequency／low-frequencymethod，thehighfrequencymethodisefficientforelectricallylargeobject．Inthisthesis，theRCSsofelectricallylargeobjectshavebeeninvestigatedwitllthes

5、hootingandbouncingray(SBR)method．Inthismethod，theraysrepresentingtheincidentfieldsinageometricaloptical(GO)mannerareusedtodeterminetheresultingequivalentsurfacecurrents，andfinallytheresultingfieldcontributionsatthegivenobservationpointsarederivedbythephysicaloptical

6、(PO)integration．Besidesthefirst—orderscatteredfields，theSBRprovidesmoreaccurateresultsbyincludingthescatteredfieldsarisingfrommultiplebounces．Themaincontributionsofthisthesisare"Firstly,boththestackKD．TreeandropeKD-Treeareadoptedtoacceleratetheraytracingprocessinthe

7、SBR，andtheefficiencyof0hasbeeninvestigated．Secondly,thesecondorderBeziersurfacemodelingtechniquehasbeenusedtoimprovetheaccuracyoftheresults，inwhichtheNewton’Siterationmethodisemployedtofindtheintersectionpoint．Thirdly,boththeequivalentedgecurrents(EEC)andthetnmcated

8、wedgeincrementallengthdiffractioncoefficients(TW-ILDC)methodshavebeencombinedwiththeSBRtoimprovetheaccuracyofresults．Fourthly,theprogramof