多层快速多极子加速条件及应用研究

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1、国内图书分类号：0441．4国际图书分类号：537．8西南交通大学研究生学位论文密级：公开年姓二。一四年五月ClassifiedIndex：0441．4U．D．C：537．8SouthwestJiaotongUniversityMasterDegreeThesisfillllllrrlNillU[1llllilIIIIIIIIIIfY2576677Multilevelfastmultipoleacceleratingconditionand●●．●'applicationresearcllGrade：201Candidate：Dongxian

2、WangAcademicDegreeAppliedfor：MasterSpecialty：ElectromagneticFieldandMicrowaveTechnologySupervisor：Prof．WenbinLinMay，2014西南交通大学学位论文版权使用授权书本学位论文作者完全了解学校有关保留、使用学位论文的规定，同意学校保留并向国家有关部门或机构送交论文的复印件和电子版，允许论文被查阅和借阅。本人授权西南交通大学可以将本论文的全部或部分内容编入有关数据库进行检索，可以采用影印、缩印或扫描等复印手段保存和汇编本学位论文。本学位论

3、文属于1．保密口，在年解密后适用本授权书；2．不保密口√，使用本授权书。(请在以上方框内打“巾)学位论文作者签名：j：j簿、日期：矽7中．岁．】舌州万^，弋，．岁肆胗●●)氰如签扎稚期dyI剖日导指西南交通大学硕士学位论文主要工作(贡献)声明本人在学位论文中所做的主要工作或贡献如下：1．实现了物理光学电流预条件技术和局部多层快速多极子法(LMLFMA)，并将两种方法结合起来，数值结果表明：该混合方法在减少迭代步数、提高计算精度、加快迭代求解效率等方面优于两种方法单独使用；2．在保持精度的前提下改进了计算Vlasov辐射器近场分布的计算效率。将

4、EFIE应用于Vlasov辐射器近场计算，并用多层快速多极子法(MLFMA)对其加速。当波导模式为圆对称高次模时，Lagrange插值可以用于提高入射场的计算效率，与原始的计算方法比较，此方法精度基本不变，但计算激励时间的效率大大提高了。本人郑重声明：所呈交的学位论文，是在导师指导下独立进行研究工作所得的成果。除文中已经注明引用的内容外，本论文不包含任何其他个人或集体已经发表或撰写过的研究成果。对本文的研究做出贡献的个人和集体，均已在文中作了明确说明。本人完全了解违反上述声明所引起的一切法律责任将由本人承担。学位论文作者签名：斑日期：沁t忆}

5、，>汐西南交通大学硕士研究生学位论文第1页摘要随着电子信息技术的不断发展，对于如何更加精确高效的分析电大尺寸复杂目标的散射特性提出了更高的要求，而这也是计算电磁学领域长久以来的热点难点之一。本文的研究内容以矩量法(MOM)为理论基础，因为矩量法求解精度高，不受散射体几何形状限制，所以已经被广泛应用于电磁散射问题的分析之中。但是，矩量法在求解电大尺寸问题时需要相当多的时间和内存。对于由积分类方程得出的大型稠密的线性系统，矩量法无法快速的求解。也就是说，在现有条件下，矩量法无法完成对电大目标散射的计算。随后出现的在矩量法基础上的快速多极子法(FM

6、M)和多层快速多极子方法大大降低了电磁散射问题中的计算时间和内存使用。虽然多层快速多极子能够加速矩阵矢量乘及计算速度，但它们却不能减少迭代法求解中的迭代步数。因此，对于收敛性很差的复杂目标的散射分析，预条件技术越来越多的被人们所采用。本文在多层快速多极子技术的基础上实现了物理光学电流预条件技术和局部多层快速多极子法(LMLFMA)，可以有效地减少迭代步数，加速矩阵矢量乘，进而减少求解运算时间。为了进一步提高迭代求解效率，本文首次将两种方法结合起来，相比两种方法单独使用，该混合方法在综合效率上更优越。最后本文将多层快速多极子技术应用在Vlaso

7、v辐射器的求解中。在保持精度的前提下改进了计算Vlasov辐射器近场分布的计算效率。将EFIE应用于Vlasov辐射器近场计算，并用多层快速多极子法对其加速。同时利用Vlasov辐射器轴对称的特点，应用Lagrange插值对圆对称模式求解激励过程进行了改进，大大减少了计算激励的时间。关键词：电磁雷达散射：矩量法；多层快速多极子法；预条件：物理光学法；Vlasov辐射器西南交通大学硕士研究生学位论文第1I页AbstractWiththedevelopmentofelectroniccommunication，higherrequirements

8、areneededforaccurateandefficientanalysisofelectricallylargecomplextargetsscatterin