应用曲面基函数的特征基函数方法研究

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1、中图分类号：O441论文编号：102870409-0090学科分类号：080904硕士学位论文应用曲面基函数的特征基函数方法研究研究生姓名徐杨学科、专业电磁场与微波技术研究方向计算电磁学指导教师顾长青南京航空航天大学研究生院信息科学与技术学院二ОО九年一月NanjingUniversityofAeronauticsandAstronauticsTheGraduateSchoolCollegeofInformationScienceandTechnologyResearchOnTheAlgorithmOfCurveRW

2、GBasisFunctionAppliedtoAdaptivelyModifiedCharacteristicBasisFunctionMethodAThesisinElectronicsScienceandTechnologyByXuYangAdvisedbyProfessorGuChangqingSubmittedinPartialFulfillmentoftheRequirementsfortheDegreeofMasterofEngineeringJanuary,2009承诺书本人声明所呈交的硕士学位论文是本

3、人在导师指导下进行的研究工作及取得的研究成果。除了文中特别加以标注和致谢的地方外，论文中不包含其他人已经发表或撰写过的研究成果，也不包含为获得南京航空航天大学或其他教育机构的学位或证书而使用过的材料。本人授权南京航空航天大学可以将学位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、缩印或扫描等复制手段保存、汇编学位论文。（保密的学位论文在解密后适用本承诺书）作者签名：日期：摘要如何快速、准确地分析三维复杂目标的电磁特性，长期以来一直是计算电磁学领域的研究重点。复杂目标电磁散射的高效求解包含两方面的含义。第一

4、，能够在有限的计算机资源条件下实现目标散射特性的精确建模与计算，计算结果应与测量值吻合，具有较高的精度；第二，在上述前提下，实现较快速的分析与计算。所以，寻找一种严格、高效、精确的分析手段已成为散射研究的重点目标。本文首先系统地阐述了作为整个课题研究的基础——PEC任意目标体电场积分方程（EFIE）、磁场积分方程（MFIE）以及混合积分方程（CFIE）的建立，矩量法的基本原理，基函数、试函数的选取以及平面基函数奇异性的处理方法。然后，详细介绍了使用曲面RWG基函数方法求解电磁场积分方程的两个方面：曲面三角形几何建模和

5、曲面RWG基函数。研究了电场积分方程、磁场积分方程的离散以及曲面RWG基函数的奇异性处理方法。针对三维导体目标电磁散射问题，本文采用曲面三角形单元模拟散射体表面，结合曲面RWG基函数进行分析，数值算例验证了曲面基函数相比于平面基函数在保证精度的前提下可以减少大量未知数,节省内存和计算时间。最后，在上述研究基础上，将曲面基函数应用到自适应特征基函数法中，提出了一种新的CRWG-AMCBFM算法。本文详细讨论了该算法的计算效率并用该算法分析了复杂结构的三维导电目标的电磁散射，取得了较好的计算效果，验证了本文算法和程序的正

6、确性以及在节省计算时间和内存上的显著优势。关键词：电磁散射，积分方程，矩量法，曲面RWG基函数，奇异性，自适应修正特征基函数法ABSTRACTHowtoanalyzetheelectromagnetic(EM)characterof3-DcomplexobjectsquicklyandaccuratelyhasbeenveryimportantintheEMfieldforalongtime.TheefficientsolverforEMscatteringfromcomplextargetincludestwome

7、anings.ThefirstmeaningisrealizingaccuratesimulationandnumericalcomputationofEMscatteringfromcomplextargetundertheconditionofavailablecomputersource.Thenumericalresultsshouldhaverelativehighaccuracyandagreewiththemeasurement.Thesecondmeaningisrealizingrelatively

8、fastanalysisandcomputationbasedontheaboveconditions.Hence,itisanimportantgoalofscatteringresearchtofindrigorous,efficientandaccuratemethods.Firstly,thebasisofthisthesisisdem