[发明专利]一种类周期结构目标电磁散射特性快速计算方法

摘要

本发明提供一种类周期结构目标电磁散射特性快速计算方法。技术方案是：步骤①～③对于类周期结构目标特殊的三角剖分处理和建立RWG函数的过程，其目的是为了使得不同子模块的离散函数具有相关性，进而使得不同子模块的离散函数可以重复使用；步骤④、⑤对类周期结构目标不同子模块离散函数的建立过程；步骤⑥利用步骤④、⑤建立的离散函数计算目标电磁散射特性。本发明针对类周期结构目标，使得离散函数的建立过程不用重复进行多次，只需将针对最小子模块建立的离散函数进行坐标转化，即可得到所有子模块的离散函数，大大提高了计算效率。本发明的实施方式简单且不影响算法的计算精度。

主权项

1.一种类周期结构目标电磁散射特性快速计算方法，类周期结构目标是指：目标的不同子模块之间几何形状相同或相似，不同的只是其空间姿态、几何尺寸和空间位置，其特征在于，包含以下步骤：①建立空间直角坐标系：建立一个空间直角坐标系，使得待求解目标位于该坐标系中；其中，坐标系的原点和坐标轴的选择以适宜计算为准；②划分子模块并定义缩放因子：对待求解目标按照其几何特征划分成N个子模块，其中，子模块划分的准则是：不同子模块几何形状特征相同或相似；定义几何尺寸最小子模块的缩放因子α₀＝1，几何尺寸最大子模块的缩放因子α_max；定义第i个子模块的缩放因子α_i＝α₀×k_i，其中，k_i表示第i个子模块与几何尺寸最小子模块的几何尺寸比例，i＝1,2,…,N；③对子模块进行表面三角剖分并建立RWG函数：首先，对于几何尺寸最小子模块，进行表面三角剖分；在进行表面三角剖分时，表面三角剖分的最大尺寸为0.1λ/α_max，λ表示入射波波长；然后，将几何尺寸最小子模块的表面三角剖分结果通过空间坐标平移、旋转与放大使之与其余子模块的表面重合，得到其余子模块的表面三角剖分结果；最后，根据所有子模块的表面三角剖分结果建立每个子模块的RWG函数；④针对几何尺寸最小子模块建立离散函数：首先，在几何尺寸最小子模块所在坐标系空间周围建立一个虚拟的封闭曲面包围该子模块；然后，对虚拟的封闭曲面进行表面三角剖分得到若干三角面片，该表面三角剖分的最大尺寸为0.1λ；利用上述若干三角面片建立RWG函数作为几何尺寸最小子模块的外部等效源；接着，根据电场积分方程，建立几何尺寸最小子模块的RWG函数与其外部等效源的反应方程，通过求解该反应方程得到离散函数的解空间；最后，对离散函数的解空间进行奇异值分解，得到一组列向量相互正交独立的矩阵；该矩阵的列向量前M列即为离散函数的展开系数矩阵；其中，M由人为根据计算精度的需求设定；建立几何尺寸最小子模块的离散函数：离散函数由几何尺寸最小子模块定义的离散函数的展开系数矩阵与该子模块的RWG函数线性组合而成；⑤针对其余子模块建立离散函数：建立其余子模块的离散函数：对第i个子模块，其离散函数由几何尺寸最小子模块的离散函数的展开系数矩阵与第i个子模块的RWG函数线性组合而成；⑥建立并求解矩阵方程：利用④和⑤中建立的所有子模块的离散函数将待求解目标表面电磁流源进行离散，得到待求解目标表面电磁流源的离散结果，再利用伽略金法对离散结果做内积得到矩阵方程；求解上述矩阵方程即可得到待求解目标的离散函数的电流系数，进而得到待求解目标表面的感应电磁流源；最后，利用待求解目标表面的感应电磁流源即可计算出目标的空间电磁散射特性。