[发明专利]一种基于改进CBFM的快速求解目标单站电磁散射特性的方法

说明书

本发明公开了一种基于改进特征基函数法(CBFM)的快速求解目标单站电磁散射特性的方法。首先，该方法考虑到了入射平面波激励中存在的冗余信息，并采用了奇异值分解(SVD)算法去除其中的冗余信息量。然后该方法充分考虑到了子域间的耦合效应，提出了改进特征基函数的构造方法。改进的特征基函数(ICBF)整合了原有的主要特征基函数(PCBF)与次要特征基函数(SCBF)的信息，因此可以精确的表示出子域表面的电流信息。本发明利用SVD算法减少了入射平面波的个数，通过构造ICBF进一步的减少了基函数的数目，构造的缩减矩阵维数小，易于存储、求解，在分析电大尺寸目标的单站电磁散射特性时有较强的适用性。

技术领域

本发明涉及一种快速分析目标单站电磁散射特性的一种方法，尤其涉及一种基于改进CBFM算法来进一步减少基函数生成个数从而达到快速分析目标单站电磁散射特性的方法。

背景技术

矩量法(Method of Moments,MoM)作为分析目标电磁散射特性一种有效的方法，一经提出便受到国内外学者的广泛关注。然而应用矩量法直接求解目标单站RCS时，复杂度O(N³)随着未知量的个数N急剧增加，相应的计算效率也变得低下。

特征基函数法(Characteristic Basic Function Method,CBFM)基于分块原理，将目标分为M个子域，在每一个子域中定义特征基函数(CBF)来进行求解。CBFM算法减少了未知量的求解个数，降低了计算时间与计算消耗的内存。然而，对于单站RCS的分析，特征基函数法在构造基函数时依赖于大量的入射平面波激励，随着目标体积增大生成的基函数个数较多，奇异值分解时间长，且构造的缩减矩阵的储存与求解也变得困难。

一种解决的方法是基于奇异值分解的改进特征基函数法(SVD-CBFM)，该方法通过充分考虑子域间的耦合作用来减少入射激励波的个数，从而减少特征基函数的个数与SVD计算的时间，然而该方法忽略了激励中的冗余信息，且计算次要特征基函数使得基函数的数目增多。本发明提出了另一种基于改进的特征基函数法，该方法能够有效地减少入射平面波激励与基函数的数目，生成的缩减矩阵易于存储与求解，计算效率高，且非常适用于求解目标单站电磁散射特性的问题。

本发明公开一种基于改进CBFM的快速求解目标单站电磁散射特性的方法。

发明内容

发明目的：本发明解决的是快速分析目标单站电磁散射特性的问题，本发明提出了另一种基于改进的特征基函数法来减少计算所需要的入射激励平面波的个数，本发明首先考虑到了激励中存在的冗余信息，在利用SVD算法去除激励中的冗余信息后充分考虑子域间对的耦合作用，计算出每个子域的次要特征基函数(SCBF)，最后通过数学转换，将每个子域的主要特征基函数(PCBF)与次要特征基函数(SCBF)进行整合，得到一个改进的特征基函数(ICBF)。由于ICBF包含了PCBF与SCBF的信息，因此精确度得到保障，且基函数的数目没有增多。本发明提出的方法在分析目标单站电磁散射特性时能够有效的减少计算所需要的入射平面波激励的个数，同时减少了基函数的生成个数，间接地也降低了缩减矩阵的维数，节约计算时间，大大地提高了计算效率。

为了达到上述目的，本发明的技术方案实现的基本步骤如下：

第1步：根据矩量法(MoM)的基本原理，将用基本电磁场理论分析得到的目标表面连续的积分方程离散为矩阵方程。

第2步：依据特征基函数法(CBFM)的原理，对整个导体目标表面进行分块，每一块作为一个独立的子域进行求解，最后将每一个子域求得的表面电流经过线性组合得到整个目标表面的电流信息。

第3步：由于分析目标单站电磁散射特性时，特征基函数(CBFs)的建立依赖于不同入射角度、不同极化方式的入射平面波激励。在每一个子域进行求解过程中，考虑到入射平面波中存在大量的冗余信息，利用SVD算法去除入射平面波中的冗余信息。