一、复杂目标近场电磁散射的建模方法（论文文献综述）
何柯[1]（2021）在《基于高精度近场效应误差修正的高效优化算法研究》文中进行了进一步梳理为了实现半实物射频仿真系统中近场效应误差更高效与更高精度的修正,获得三元组单元馈电的精确控制参数。本文系统的分析了已建立的修正流程和相关原理,针对现行方案存在的优化精度有限且计算效率低的问题提出对应的改进思路,从高精度智能反演算法和高效电磁正演建模两方面对修正方案进行了系统的优化设计和验证考察。对于修正方案中初始幅、相参数提取所涉及的反向优化算法,结合坡印廷矢量公式分别研究了基于PSO算法和PSO-GA混合优化算法的新型目标点优化方案,并系统考察了所提出方案的可行性。对比分析了不同优化策略的反演性能,结果证明基于PSO-GA混合方法的目标点优化方案具有优于现行方案的优化效率及精度,可以替代GA算法为后续的筛选择优和误差精确修正提供理想的初始馈电参数。对于三元组初始幅、相筛选步骤中正演数值建模效率低的问题,我们将机器学习思想与电磁数值建模相结合,提出建立多元矢量合成的神经网络模型用以实现三元组辐射中心的快速正演建模。本文分别构建并训练了用于三元组模型的基于不同风险类型的BP网络和SVM网络,并采用GA算法、K-CV交叉验证、以及PSO算法对上述网络参数和架构进行了进一步优化。通过仿真验证基于GA-BP网络和基于PSO-SVM网络的多元矢量快速正演模型基本满足项目需求,能够在精度达到10-6标准下实现对初始馈电幅、相参数的筛选。最后,基于上述优化思路,本文综合出一套新的近场效应误差修正优化设计方案,通过仿真实验对修正流程中初始馈电参数的优化结果和后续误差精确修正的结果进行了测试分析,证明了本文提出的新型优化修正方案能够实现近场效应误差的高精度、高效修正。
廖成晋[2]（2021）在《基于高频方法的海面舰船近场散射建模研究》文中指出为了维护我国的海洋权益、巩固我国的国防安全,针对海面舰船电磁散射建模技术研究一直是热门话题,军事中常见的X波段下的舰船散射问题必然是近场问题,与传统的目标远场散射问题相比,海面舰船的电磁散射具有相对的特殊性。因此,本文结合计算电磁学方法以及近场电磁散射理论,建立基于目标近场条件下的海面舰船近场电磁散射模型,分析舰船目标的近场散射特性与影响因素,并针对性地模拟典型场景下的动态海面舰船近场散射模型,最终实现实际工程条件下的海面舰船目标近场散射的建模分析。第一、首先研究了基于海谱的风驱动态海面的几何建模、海水的介电常数以及海面上方的舰船存在受水动力作用而形成的六自由度运动模型,从而为海面舰船电磁散射提供必要的几何模型和参数数据;然后,基于电磁散射理论,讨论了目标雷达近场的概念和划分,确定了本文近场区域的范围;最后,将雷达散射截面（RCS）的概念扩展至近场范围,形成统一的广义雷达散射截面（GRCS）来描述目标远场和近场的散射特性,并针对近场的特殊性,研究了两种典型近场辐射源。第二、从三种常见的高频方法（即物理光学法（PO）、弹跳射线法（SBR）以及物理绕射理论（PTD））出发,建立了针对目标近场散射的相关修正技术。主要包括:基于面元展开技术的散射处理和两种近场网格划分技术,从而实现对目标平坦区、面元耦合区、劈尖与边缘处等复杂结构的电磁近场散射贡献有效计算。通过与数值方法的仿真对比发现:该计算模型对简单目标的计算平均绝对误差小于2 d B（平板小于0.5 d B、角反小于2 d B）,对实际海面舰船模型场景的平均绝对误差小于4 d B,满足实际工程仿真需求。第三、从雷达方程出发,分析了影响目标近场散射的因素;基于所建立的近场散射仿真模型,研究了海面舰船处于近场条件下,雷达作用距离、雷达天线方向图等对目标近场散射的影响,分析了动态海面舰船以及天线方向图入射的近场散射特性。研究结果表明:与远场散射相比,目标近场散射与雷达距离、方向图等具有相关性,且广义雷达散射特性的动态变化可能达到20 dB。通过本文的研究,可以拓展传统海面舰船远场散射建模与雷达特性分析,进一步为目标近场散射、导弹目标交汇等真实场景提供必要的仿真分析手段。
王乐天[3]（2020）在《海洋目标尾迹电磁散射特性与SAR成像研究》文中研究表明海洋目标尾迹电磁散射特性与合成孔径雷达（Synthetic Aperture Radar,SAR）成像研究是近年来倍受关注的热点问题。对于复杂海洋环境下的雷达目标探测,除了直接对目标本体进行检测外,还可以通过对运动目标尾迹进行检测间接确定海洋目标的存在,尤其是水下目标或非导体材料目标,雷达很难直接检测到其信号特征。海洋目标尾迹图像中隐含着目标的航迹、尺寸和运动参数等信息,在海洋环境监测、目标探测、跟踪以及运动参数估计等方面具有十分重要的意义。复杂海洋背景下,关于各种波浪尾迹的SAR成像仿真研究是一个应用前景与挑战性并存的课题。虽然海洋目标尾迹的电磁散射与SAR成像只是海洋微波遥感学科中一项相对小众的工程应用,但是其理论却涉及了海洋目标特征遥感和检测的方方面面,模型的建立必须要结合多个学科的理论与方法,包括海洋学、流体力学、电磁散射和SAR成像理论等。论文系统地对微波频段下各类海洋目标尾迹电磁散射特性及其SAR成像问题进行了研究。针对多源波浪电磁散射分布和SAR成像应用,建立了一种调制谱面元散射模型。着重讨论了尾迹中各类非线性波浪的建模和电磁散射计算问题,包括破碎波,湍流以及水下目标尾迹的电磁散射特性。结合计算流体力学（Computational Fluid Dynamics,CFD）仿真和电磁散射计算方法,建立了多源波浪的流场-电磁耦合仿真方案。该方案可以扩展到各类多源波浪散射及成像仿真工作中,具有广泛的适用性。论文的主要工作可分为以下几个方面:1.论文提出了一种可以准确描述海面粗糙度变化对散射分布的影响的调制面元散射模型。该模型结合波浪调制与粗糙面电磁散射理论,通过求解波浪的作用谱平衡方程考虑尾迹流场对海面背景风浪的影响,充分考虑尾迹流场对背景波浪的非线性作用,可以在含尾迹海面的SAR成像仿真应用中准确地描述尾迹在海面背景风浪中的可见性,克服了传统电磁散射计算模型难以准确对含尾迹海面的SAR成像进行仿真的问题。2.论文提出了包含湍流模型的数值波浪仿真方法,实现对目标尾迹的时变流场建模。相比于传统的基于细船近似和势流理论的尾迹建模方法,本文使用有限体积法对考虑湍流效应的流场方程进行直接数值离散和求解,并通过体积分数法来捕获尾迹的表面波浪模几何和速度场信息。该方法可以灵活地考虑船体真实结构对流场的影响,同时能够准确考虑尾迹中的非线性分量,获得更为准确的尾迹流场模型,为后续电磁散射特性分析和SAR图像仿真奠定基础。3.结合调制谱面元散射模型与湍流数值仿真模型的优势,论文提出一种复合波浪散射分布与SAR成像预估模型。通过求解作用谱函数,得到充分考虑倾斜、流体力学和速度聚束三种调制效应的SAR成像模型。应用该模型,对动态海面上包含湍流的远场综合尾迹SAR图像进行了仿真与分析。该模型能够充分考虑尾迹流场对海面粗糙度的调制作用,以及尾迹流场变化对SAR成像过程的影响。4.论文提出一种用于舰船近场尾迹电磁散射计算的新方法。通过CFD仿真得到了包含舰船破碎波的近场尾迹几何模型,使用前后向迭代物理光学法（Iterative Physical Optics,IPO）来评估舰船和近场波浪之间的多重散射效应,分析了近场尾迹中波浪破碎对船海复合场景电磁散射的影响,引入了前后向亚松弛迭代方法来改善算法的收敛性,通过Z-Buffer技术处理了模型的遮挡效应。论文对不同雷达视角下,船舶破碎波对船海复合场景电磁散射分布的影响进行了探究。结果显示,近场尾迹中破碎波的存在对船海复合场景的电磁散射分布有着较大的影响,破碎波和海面间的多重散射效应有时会形成新的强散射中心。5.针对水下目标尾迹的SAR成像仿真问题,论文提出了一种可用于任意密度分层的水下目标尾迹流场仿真新方法,并对内波尾迹的空间散射分布特征和SAR图像进行了研究。仿真结果表明,水下目标尾迹的形态同时受到目标几何,运动状态,海洋密度分层等因素的影响。由于目标外形结构和运动速度的不同,形成的尾迹的电磁和SAR图像特征也有所差异;在一定分层条件下,低速运动时尾迹主要表现为内波尾迹形态,而高速运动时尾迹主要表现为开尔文尾迹形态。论文完善了典型海洋目标尾迹的流场和电磁散射建模方法,对几种典型目标尾迹的流场与电磁散射特性进行了系统的研究。重点针对存在非线性作用的远场尾迹、湍流尾迹、近场破碎波和水下目标尾迹的流场特性及电磁散射特性,以及复杂海洋背景下水下和水上典型目标尾迹的SAR图像进行了仿真与分析。
李庆娅[4]（2020）在《高频电接触失效机理及可靠性研究》文中研究说明连接器是通信系统中起连接作用的基础元器件,它被广泛应用于航空航天、新能源汽车、通信与数据传输、医疗等各个领域,同时,随着5G和6G通信技术的发展以及频率和信息传输速率的提高,使得连接器在性能方面的需求与日俱增。连接器经常暴露于外部自然环境或工作于复杂严苛的环境中,则会不可避免地受到这些环境因素的影响,导致性能发生恶化,降低连接器的可靠性,进而造成系统性能恶化。因此,对连接器的环境适应性及可靠性提出了新的要求和挑战。本文对高频电接触失效机理及可靠性进行研究,从理论建模、模拟仿真、实验测试相结合的方法开展了电接触失效对时频域特征变化的影响、电接触失效对调制信号传输的影响、电接触失效引起的电磁辐射特性、以及环境应力作用下的可靠性预计这四个内容的研究,全方位多层次地探索了电接触失效引起的一系列可靠性问题。该研究成果为连接器结构的优化设计及不同场合下型号的选取提供了一定的参考,且可适用于存在有电接触环节的其它器件的理论研究中,因此具有重要的理论与实际应用价值。本文主要研究工作及创新内容如下:1.从微观失效物理及等效电路模型的角度出发,建立了电接触失效特征与宏观时域和频域参数的关系模型,研究了电接触表面性能退化对射频信号传输的影响。依据实际故障连接器的结构、尺寸、材料等特性,建立存在故障连接器接触表面的等效电路模型。针对不同退化环境设计加速试验方案并进行试验,获得不同退化等级的连接器样品,分析不同退化程度的连接器接触表面微观形貌特征,探索等效电路模型中各参数的产生机理。根据连接器在时域中测试的反射电压、时域阻抗,以及在频域中的传输阻抗和散射参数,结合电路仿真,研究等效电路模型中各参数随连接器接触表面退化的变化规律和范围,分析不同退化程度的连接器对时频域参数的影响。2.从信号传输的角度揭示了电接触失效对模拟和数字调制信号的影响机理。基于电接触失效机理及传输线理论,建立失效接触表面及故障连接器的等效模型,采用理论建模及电路仿真模拟相结合的方法探索连接器退化对模拟调制信号AM、FM在时域波形、相位以及数字调制信号QPSK、π/4-DQPSK在星座图、误码率、误差矢量幅度方面的影响。设计并实施加速实验,获得不同等级的故障连接器样本,采用由信号源和示波器搭建的实验平台进行测试,实验和仿真结果的对比发现其一致性较好,进而从理论及实验测试的角度深层次地剖析接触退化对信号传输的影响机理并得到其影响规律。3.从电磁场的角度研究了接触失效产生的电磁泄漏信号,建立了互联装置中电接触的退化特征与电磁辐射特性的关系模型。针对搭建的互联装置,建立等效模型,分析接触失效对高频参数的影响。同时将连接器的内导体建模为泄漏源,依据连接器的实际物理尺寸及张量计算法推导得到泄漏源在时域中产生的辐射电磁场,并结合近场探头的传递函数获得电磁泄漏信号的解析表达式,从理论计算及实验测试的角度阐述了接触不良产生的电磁泄漏机理。采用近场探头测试由于接触不良产生的泄漏信号,并与理论计算结果进行对比,据此证明理论建模及实验测试方法均可较好阐释电接触失效引起的电磁辐射机理。4.基于电接触的失效机理,提出了一种适合于评估电连接器可靠性的性能预测方法,分别选取接触电阻和高频散射参数这两个性能退化量来评估连接器的可靠性。对于寿命预测,首次考虑温度和颗粒物浓度应力的作用,进行可靠性建模,采用均匀设计方法确定加速试验方案并实施试验,测量接触电阻值并以此数据来估计可靠性方程中的未知参数,得到电连接器在温度和颗粒物浓度综合应力下的寿命模型,据此预测其可靠寿命。对于高频性能预测,基于轻微和严重两种退化等级的高频散射参数,选取训练和测试数据,采用BP和Elman神经网络预测连接器不同退化等级下的高频参数,并选择MSE评判预测精度,比较两种神经网络预测的准确性。
郭广滨[5]（2020）在《海面及其上电大尺寸目标时域复合近场电磁散射及成像研究》文中提出目前,随着雷达工作频段的日益增高以及宽带雷达的广泛应用,近场散射研究已不仅仅局限于实验测量方面。在实际应用中,尤其是雷达导引头制导、引信回波分析等方面都需要对目标与环境的时域近场散射特性进行深入的研究。本文针对电大尺寸目标与环境的时域近场电磁散射问题,基于时域电磁散射理论,对近场波束照射条件下的时域弹跳射线方法进行了深入的研究,并在此基础上开展了基于时域散射回波的雷达成像方法的研究。本文的主要研究内容如下:1、从时域Maxwell方程出发,推导了时域电磁场面积分方程,并结合物理光学近似,给出了时域物理光学（TDPO）面积分表达式;结合系统响应分析方法,给出了脉冲激励下时域平面波的表达式;引入面元局部格林函数近似方法,提出了一种平面波入射下的TDPO快速近场计算公式,该闭合表达式具有和Gordon公式同样简洁的解析形式,适用于任意多边形平板的近场散射计算,并且与时域脉冲宽度无关,实现了TDPO散射近场的快速计算。2、基于天线方向图推导了天线的时域辐射场表达式,将TDPO面积分的入射波源扩展到天线波束入射,给出了两种TDPO近场面积分的加速方法:时域近场线积分技术和基于局部远场近似的面元法。针对线积分技术提出了一种适用于计算理想偶极子源照射导体目标时的后向瞬态散射近场的TDPO线积分表达式,用严格解析的推导步骤将面积分退化成线积分,从而将积分的计算时间从随电尺寸的平方变化加速到线性变化;针对面元法引入了面元局部远场近似方法,同时对天线的辐射场进行了远场近似处理,提出了一种适用于求解天线波束入射下导体目标瞬态散射近场的TDPO闭合表达式,该闭合表达式理论上可以计算天线波束入射下任意位置处的散射场。3、为了弥补时域物理光学方法的缺陷,提高近场回波仿真精度,开发了基于射线追踪理论的时域弹跳射线方法（TDSBR）。考虑到实际近场计算中的天线照射情况,提出了一种基于等效镜像源的射线追踪技术,将射线路径上的每一个面元的入射场都等效为镜像源天线的辐射场,避免了传统TDSBR算法中复杂的时间延迟问题,同时可以很容易地采用TDPO闭合表达式来计算面元的散射场。另外引入了前后向追踪技术来判断被照射到的三角面元的邻边三角形是否被照亮,同时采用了kd树技术来提高射线追踪效率,实现了天线源激励下的TDSBR近场散射快速计算。4、基于射线追踪模型给出了一种计算目标与海面复合散射的TDSBR方法。针对介质海面推导了计算介质目标瞬态散射场的TDPO闭合表达式,利用第四章所提出的射线追踪技术对目标与海面所组成的复合场景进行射线追踪,将海面与目标之间的多次散射场看做耦合场,针对不同的材质类型（导体或介质）采用对应的TDPO方法计算瞬态散射场并进行矢量相加获得总散射场。5、提出了一种利用时域散射回波生成ISAR图像的方法,采用TDSBR算法生成原始回波数据矩阵,通过对回波数据进行解调、脉冲压缩和方位向逆傅里叶变换,得到小带宽小角度下的ISAR图像。针对线性调频脉冲较长的时间周期导致仿真时间过长的问题,对匹配滤波器进行了改进以适用于调制高斯脉冲,改进后的方法在保证图像质量的同时可以大大提高计算效率。
刘莹玉[6]（2020）在《基于面积分方程的区域分解算法研究》文中指出电磁场看不见又摸不着,但却无处不在地存在于我们的生活中。无论是在军事还是民用领域,人们所处的电磁环境都在变得越来越复杂,人们想要了解的电磁问题也变得越来越精细、越来越庞大。在诸多电磁数值算法中,表面积分方程法由于其理论精度高、离散单元少的优点,一直以来被计算电磁学领域的学者们广泛关注。面对日益增长的电磁仿真需求,即使是积分方程法的快速算法,也很难在有限的计算资源内求解现实电磁环境中的超电大问题、系统级问题,例如机载大型天线阵列的系统级电磁仿真问题、舰船的隐身特性分析类的超电大问题等等。为了在保证精度的前提下,利用现有的有限计算资源,在可接受的时间范围内解决大型复杂的电磁仿真问题,本文研究了基于面积分方程的区域分解算法,并结合并行计算策略和核外求解策略,在工作站上高效精确地解决了低雷达散射截面目标散射特性分析、舰船隐身特性分析和机载大型天线阵列螺旋桨调制效应受扰分析的电磁仿真难题。本文的主要研究工作可概括为:1.深入研究了采用矩量法计算PEC和介质物体表面的电磁场（积分奇异性）或者近表面处电磁场（数值积分奇异性）时,积分核中存在的奇异点。首先探讨了利用Green函数法求场时,积分奇异性产生的原因;然后根据奇异值展开法,推导了表面电磁场积分计算的解析表达式;最后将该解析表达式推广到近电磁场积分的计算中。这为本文后面提出的三种积分方程区域分解算法,采用互耦电磁场代替互耦阻抗的方式来综合子区域间的互作用影响,提供了精确计算的实现基础。2.详细研究了针对多尺度PEC目标的、非重叠非共形的区域分解算法。该算法可以根据模型的电尺寸结构特点对各个子区域进行独立地网格剖分;子区域内部采用基于LU分解的直接求解器,保证了子区域内部解的准确性;子区域外部（整个区域分解系统）采用定常迭代求解器,使得只通过简单几步迭代就能快速得到整个系统问题的解,加快了求解速度。在计算子区域间的互耦作用时,通过对各个子区域的原始平面波激励源叠加其他子区域的互耦电磁场激励源的方式,隐式地实现了Robin型传输条件所约束的切向场和法向场的连续性;其中,在人工虚拟交界面上采用自区域的表面电流来计算互耦激励场,在其他非交界面上采用其他区域的表面电流来计算互耦激励场。其优势是不必添加额外的约束条件,从而简化了系统矩阵的填充,优化了程序实现的复杂性,减少内存消耗和计算复杂度。3.深入研究了针对大尺度PEC和介质目标的、基于矩阵分块的区域分解算法。相对于非重叠非共形的区域分解算法而言,该算法的网格划分策略更加简便,免去了繁琐的人工模型预处理过程,采用现有的网格划分算法（如METIS软件包等）就可以进行自适应区域划分;子区域内部采用基于LU分解的直接求解器,保证了子区域内部解的准确性;子区域外部（整个区域分解系统）采用基于Krylov子空间的迭代求解器和左手预条件策略保证整个系统问题的稳定、快速收敛,所使用的外部非定常迭代求解器对于各种电磁模型的求解具有较高的普适性。在计算子区域间的互耦作用时,提出了子区域分界线处的互作用积分项处理策略,即子区域间采用1/4阻抗元素参与互耦计算以提高求解精度。其优势是可以在保障算法的计算精度的前提下,简化建模复杂度,减少程序内存消耗,提高程序求解效率。4.详细研究了针对含有可变部件物体的、基于高阶基的区域分解算法。该算法可以将电大物体模型大体上按结构可变和结构不可变来进行区域划分,将可变部件划分为独立的子区域;子区域内部采用基于LU分解的直接求解器,并将分解后的子矩阵进行核外存储,在之后的外迭代过程中被反复使用以加快整个区域分解系统矩阵方程的求解速度;子区域外部（整个区域分解系统）采用定常迭代求解器,使得只通过简单几步迭代就能快速得到整个系统问题的解。其优势是对于含有可变部件的复杂目标而言,只需要对可变部件对应的子区域（通常较小）在设计过程中反复进行子矩阵填充和分解,而对于不变部件所对应的子区域（通常为较大的主体部件）,可以只进行一次子矩阵的填充和分解,并在外迭代中被反复利用即可;在外迭代过程中将可变部件对应的子区域与其他不变的子区域进行耦合,可以显着减少计算时间,加快设计周期。5.对于本文所提出的三种区域分解算法,有针对性地仔细研究了每种算法对应的并行策略。对于旨在解决多尺度问题的非重叠非共形区域分解算法和旨在解决含有可变部件物体的基于高阶基的区域分解算法,由于它们都是根据所求解目标的结构特点划分区域,很难保证区域划分的均衡性,所以设计了“子区域内并行,子区域间串行”的并行策略来保证进程间的负载均衡,提高并行区域分解程序的计算效率。对于旨在解决大尺度问题的基于矩阵分块的区域分解算法,由于其区域划分策略不受限于模型的结构特点,可以实现尽可能均匀的区域划分;因此还设计了“子区域间并行,子区域内串行”的并行策略,这种并行策略更符合区域分解算法自身天然的并行状态,而且更利于并行程序的扩展。利用本文所提出的基于面积分方程的区域分解算法,使用普通工作站就可以解决电大目标的电磁仿真问题。这对于大多数普通的、具有电磁仿真需求的研究人员来说,提供了很大的便利。如果将这三种区域分解程序移植到高性能计算平台上,那么可求解的电磁问题的规模还能翻倍。
翟畅[7]（2020）在《半空间电大散射问题的并行多层快速多极子方法及其区域分解关键技术研究》文中进行了进一步梳理近年来,随着雷达技术的高速发展,目标探测与识别技术日新月异,尤其是有着“海上霸主”之称的航母在国与国对抗中的作用日益加重,对于获取雷达散射截面的需求愈发迫切。一般而言,认知复杂系统电磁特性的主要手段有实验测量和数值计算,然而受限于试验场地、实验目标等诸多问题,许多实际情况不允许也难以进行精确的实验测量,如海面航行的航母所处电磁环境就无法在微波暗室中进行模拟测量。因此电磁数值仿真分析成为解决此类问题的现代化必要手段之一,在设计与分析中发挥着日益重要的作用。电磁数值仿真应当以“高、精、尖”为目标,实现“精度高、内存少、速度快”。但高精度与复杂电大目标雷达散射截面计算所需的庞大计算资源是互相矛盾的,因此如何在有限计算资源条件下精确有效地计算半空间环境下电大目标雷达散射截面成为当前一项极具挑战性的研究工作。基于上述情况,论文以在有限资源的情况下快速准确地计算分析半空间电大目标电磁散射特性为研究目标,利用多层快速多极子方法（MLFMA）作为主要研究工具,结合并行计算机技术与区域分解方法,开展了并行多层快速多极子方法及其区域分解技术的相关研究,形成一种基于八叉树结构的并行区域分解算法（OT-DDM）。该方法能够利用有限资源精确、有效地解决一系列实际工程中半空间环境下电大目标散射特性仿真计算问题。论文的主体研究工作内容及研究成果包含如下几个方面:（1）针对半空间MLFMA分层介质格林函数处理的难题,研究了一种分层处理的方法,引入实镜像方法来处理半空间反射作用,通过对自由空间MLFMA进行修正的方式来计算半空间问题。（2）为了扩大并行多层快速多极子的计算规模,论文研究对比了两种半空间区域分解算法。一种是非重叠型区域分解方法（IE-NDDM）,该方法提出了一种针对PEC问题的显式边界条件以确保子区域间电流连续,利用场迭代方式计算子区域间耦合作用,因此无需存储互阻抗矩阵,从而降低内存消耗。但该方法需要人工划分区域并建立人工交界面以保证区域封闭,操作繁琐且强加边界条件会导致区域间电流连续性变差,计算精度降低。因此提出另一种基于八叉树结构的区域分解算法,该方法无需人工划分区域,通过MLFMA自身分层分组特性,自动划分区域,并且不需要建立人工交界面,在相邻区域边界上采用阻抗计算的方式代替强加边界条件来保证电流连续性,提高计算精度。（3）在OT-DDM并行计算策略方面,考虑到区域间场计算过程中使用传统平面波自适应划分策略会导致场组出现严重的负载不均,提出了一种基于源组与场组划分的并行策略。该策略修正了传统策略只考虑源组划分的问题,在任务划分过程中将源组与场组分别进行并行任务划分,保证计算子区域间场作用时任务负载均衡。为了加速场作用计算,节省计算资源,论文研究了一种基于近远区划分策略,实现了近区自作用部分采用矩量法计算,近区互作用部分采用MLFMA计算,远区互作用部分采用快速远场近似算法计算。突破了计算电大模型时内存的限制,在保证精度的前提下,实现加速计算过程减少内存消耗的目的。（4）针对OT-DDM区域间并行计算过程,分别研究了工作站Windows系统与集群Linux系统两种平台下的并行模式。通过研究发现各个子区域间计算不存在依赖关系,因此可以采用一种多子区域同时并行计算的策略。对于工作站Windows系统,本文采用一种基于进程组的并行模式,通过进程组的方式将各个子区域计算任务进行划分。对于集群Linux系统,借助其高效的任务调度系统,本文采用一种基于任务级的并行策略,采用与进程组相似的任务划分策略,使用任务调度系统提交各个子区域计算任务,通过指示文件反馈的方式,来保证并行任务统一进行。（5）为了加速OT-DDM计算效率,论文提出一种基于OT-DDM架构的预条件构造方法,通过子区域自身构造预条件来加速迭代收敛过程,并将Open MP引入OTDDM中加速子区域间场计算,进一步提升OT-DDM计算效率。（6）论文分别从算法本身与硬件架构两个方面研究如何降低OT-DDM内存消耗。算法层面实现了半空间转移因子实时计算及插值计算功能,将计算过程中原本需要大量内存的半空间转移因子部分,通过“上层插值计算,下层实时计算”的方式进行有效的降低。基于硬件架构层面,采用硬盘代替内存的方式,利用核外求解技术及并行I/O技术将原本需要存储在内存中的变量写入硬盘,使内存消耗转变为硬盘消耗。综上所述,论文在总结分析国内外学者的研究基础上,针对半空间并行多层多极子方法及其区域分解技术进行了深入、系统的研究,形成了一种基于八叉树结构的区域分解算法。对于半空间电大尺寸目标散射特性计算问题,相较于传统方法,OT-DDM能够利用较少计算资源解决此类问题,扩大了多层快速多极子算法的应用范围,为相关领域提供了计算保障。
张颖[8]（2020）在《波束照射下海面上方目标的近场复合电磁散射》文中研究指明目标与海环境的近场复合电磁计算一直是目标特性领域中极富挑战性的课题。在测量或特定情况下时,接收天线往往会处于目标的散射近区,因此本文重点研究海面环境及上方目标的近场电磁散射计算问题。在近场散射时,由于目标受到发射天线不均匀照射的影响,导致各个部分接收到的入射场的强度和方向不同。本文研究海上目标在天线波束照射下的近场复合散射特性,对于引信和导引头的雷达体制设计、地海杂波的抑制具有重要的理论价值。研究天线波束照射目标的角闪烁计算方法,可对高分辨制导系统的干扰问题研究提供理论计算模型。本文的主要工作如下:1、通过目标上的小面元满足远场条件,引入了近场物理光学法的推导过程,并将其结合到弹跳射线法（SBR）中,实现了弹跳射线法在目标近场散射条件下的应用,通过简单模型验证了该方法的正确性。2、介绍了近场条件下广义雷达散射截面的定义和近远场的划分条件。采用近场弹跳射线法研究了在不同入射角、入射频率、天线波束条件下舰船目标的近场电磁散射特性;并结合天线波束照射的条件,分析了局部照射现象及所对应的电磁散射特性。3、给出了将PM海面和目标一体化几何建模的具体步骤,通过海面上方飞行导弹目标的多普勒频移研究验证了一体化散射建模的正确性,并研究了海面舰船在不同条件下的复合近场电磁散射特性。4、分别用相位梯度法和能流倾斜法解释角闪烁的产生机理,通过双体球目标和三体球目标角闪烁算例验证了近场弹跳射线法在角闪烁线偏差仿真中的正确性,并进一步研究了复杂舰船目标的角闪烁与目标形状、入射波的关系。
张奥特[9]（2020）在《高功率电磁环境下粗糙面与上方目标耦合效应研究》文中研究说明目标与粗糙面复合电磁散射研究一直是计算电磁学领域的重要课题,该方面研究在复杂地海背景下的目标检测、资源勘探、微波遥感等领域具有重要的理论意义。与自由空间相比,目标与粗糙面之间耦合作用产生的杂波信号会较大程度上掩盖目标的回波信号,从而对结果的分析产生一定影响,使得该领域的研究具有实际的应用价值。目前相关研究以频域为主,而其时域特性的研究需在频域基础上进行相应的傅立叶变换,因此复杂粗糙面模型中时域特性的计算需要消耗巨大的资源。准一维FDTD方法是在离散化一维修正麦克斯韦方程组后得到的FDTD算法,其最大优势在于可以直接在较为复杂的粗糙面及目标复合散射模型中研究其时域特性,该方法通过连接边界引入任意角度平面波源的方式,也解决了分层半空间介质中斜入射平面波源难以引入的问题。本文引入准一维FDTD方法对各种类型粗糙面及其与目标的复合电磁散射模型分别进行建模与理论计算,其中包括一维单层粗糙面和分层粗糙面散射模型,一维单层粗糙面与其上方平板、半掩埋目标复合散射模型和分层粗糙面与其上方平板、半掩埋目标复合散射模型。编写相关程序仿真并分析不同入射波模式和不同粗糙面模型下的电磁散射特性,将仿真结果与COMSOL软件仿真结果进行对比和验证,通过对比分析证明本文采用的准一维FDTD方法在粗糙面电磁散射研究中具有较好的准确性,在此基础上采用准一维FDTD方法计算和分析不同粗糙面模型下的时域散射特性,通过对不同粗糙面类型,不同介质参数和不同入射角下时域仿真波形的对比,总结其时域特性随各参数的变化规律。此外本文还对准一维FDTD方法与二维FDTD方法在内存与时间步数方面进行对比分析,结果表明两种方法在相同计算模型下,内存占用大致相等,但准一维FDTD方法所需时间步数约为二维FDTD方法的1/3,其计算效率更高,更节省计算资源,为实际自然环境中粗糙面电磁散射问题的研究提供了一定的理论基础。
张海力[10]（2020）在《复杂运动目标电磁散射建模与快速算法研究》文中提出复杂运动目标的电磁散射建模和计算在军事和民用上都有着重要的价值。传统的计算电磁学主要研究对象是静止或者单一目标的电磁散射问题。本文从实际应用角度出发,具体地研究和分析了几种实际工程中典型的复杂运动目标电磁散射问题。首先,本文回顾了矩量法和多层快速多极子算法。对本文研究工作的基础算法、矩阵方程迭代求解方法、奇异积分处理方法等进行简单的介绍。为后续的工作展开提供了基础。针对多运动目标的电磁散射问题,首先详细地阐述了传统的多层快速多极子算法在该问题上的局限性。为了提高多运动目标的电磁散射计算效率,提出了一种针对多运动目标的快速算法。新算法基于动态的八叉树结构,可以通过子目标八叉树最高层之间的转移来精确高效地计算运动的子目标之间的耦合。数值算例证明了新算法在计算多运动目标的电磁散射时,在保证结果精确性的同时具有效率上的优势。针对子目标几十或者上百的多运动目标群的电磁散射问题,为了提高计算效率,提出了双重八叉树结构。双重八叉树结构由一个主八叉树结构和多个随子目标运动的子八叉树结构组成。对于两个距离较远的目标之间的电磁耦合,采用在主八叉树上聚合转移再解聚合的方式来计算。双重八叉树结构能减小多运动目标群电磁耦合的计算复杂度。数值结果证明基于双重八叉树结构的快速算法能高效精确地计算多运动目标群的电磁散射。针对实际工程中复杂背景下运动目标的电磁散射问题,分析了以往算法存在的两个困难。第一个困难是复杂背景和运动目标尺寸相差太大,具有不同层数的八叉树结构,无法通过最高层之间的转移来实现目标和复杂背景之间的耦合。第二个困难是由于复杂背景的尺寸一般较大,相对应的最高层分组盒子的边长也很大,目标和复杂背景之间的距离很容易小于这个边长,从而导致加法定理无法使用。为了克服这两个困难,提出了层级自适应八叉树结构。数值算例证明基于层级自适应八叉树结构的快速算法能够精确且高效地计算出复杂背景和运动目标之间的耦合。针对水面运动目标的电磁散射问题,本文采用开尔文尾迹方法建立运动舰船的尾迹。考虑海面的风动背景,采用蒙特卡洛方法建立风动海面模型。首先采用小斜率近似算法计算和分析了舰船对风动海面的电磁散射影响。其次采用多层快速多极子算法计算了水面舰船和尾迹以及风浪的复合目标的电磁散射。针对水下运动目标所产生的海面尾迹的电磁散射问题,采用计算流体力学方法来建立水下运动目标的尾迹模型。通过分析尾迹模型的几何特性,验证了尾迹模型是可信的。采用小斜率近似方法计算了风动背景下水下运动目标在不同速度、不同深度、不同运动方向时尾迹的电磁散射。通过对比和分析不同情况下尾迹的电磁散射结果,发现水下运动目标在不同运动状态下,电磁散射会略有差异。这些结论能为水下运动目标电磁探测方法提供一些参考和支撑。
二、复杂目标近场电磁散射的建模方法（论文开题报告）
（1）论文研究背景及目的
此处内容要求：
首先简单简介论文所研究问题的基本概念和背景，再而简单明了地指出论文所要研究解决的具体问题，并提出你的论文准备的观点或解决方法。
写法范例：
本文主要提出一款精简64位RISC处理器存储管理单元结构并详细分析其设计过程。在该MMU结构中,TLB采用叁个分离的TLB,TLB采用基于内容查找的相联存储器并行查找,支持粗粒度为64KB和细粒度为4KB两种页面大小,采用多级分层页表结构映射地址空间,并详细论述了四级页表转换过程,TLB结构组织等。该MMU结构将作为该处理器存储系统实现的一个重要组成部分。
（2）本文研究方法
调查法：该方法是有目的、有系统的搜集有关研究对象的具体信息。
观察法：用自己的感官和辅助工具直接观察研究对象从而得到有关信息。
实验法：通过主支变革、控制研究对象来发现与确认事物间的因果关系。
文献研究法：通过调查文献来获得资料，从而全面的、正确的了解掌握研究方法。
实证研究法：依据现有的科学理论和实践的需要提出设计。
定性分析法：对研究对象进行“质”的方面的研究，这个方法需要计算的数据较少。
定量分析法：通过具体的数字，使人们对研究对象的认识进一步精确化。
跨学科研究法：运用多学科的理论、方法和成果从整体上对某一课题进行研究。
功能分析法：这是社会科学用来分析社会现象的一种方法，从某一功能出发研究多个方面的影响。
模拟法：通过创设一个与原型相似的模型来间接研究原型某种特性的一种形容方法。
三、复杂目标近场电磁散射的建模方法（论文提纲范文）
（1）基于高精度近场效应误差修正的高效优化算法研究（论文提纲范文）
| 摘要 |
| abstract |
| 第一章 绪论 |
| 1.1 研究工作的背景与意义 |
| 1.2 半实物仿真技术研究现状 |
| 1.2.1 射频仿真系统中近场效应误差修正国外研究现状 |
| 1.2.2 射频仿真系统中近场效应误差修正国内研究现状 |
| 1.3 机器学习的研究现状与应用前景 |
| 1.4 论文结构安排 |
| 第二章 高精度近场效应误差修正方案设计 |
| 2.1 引言 |
| 2.2 近场效应误差来源分析 |
| 2.3 近场效应误差修正方案设计 |
| 2.3.1 近场效应误差修正现行方案 |
| 2.3.2 基于差分进化和遗传算法的修正方法 |
| 2.3.3 基于内德-米德算法的精确修正方法 |
| 2.4 修正方案的改进思路及优化设计 |
| 2.4.1 现行修正方案的局限性分析 |
| 2.4.2 修正方案的改进思路及优化设计 |
| 2.5 本章小结 |
| 第三章 用于近场效应误差修正的高效智能优化算法研究 |
| 3.1 引言 |
| 3.2 粒子群算法结合坡印廷矢量法 |
| 3.2.1 粒子群优化算法 |
| 3.2.2 粒子群算法结合坡印廷矢量法验证 |
| 3.2.3 基于粒子群算法修正方案的优化性能对比分析 |
| 3.3 粒子群-遗传混合算法结合坡印廷矢量法 |
| 3.3.1 粒子群-遗传混合优化算法 |
| 3.3.2 粒子群-遗传混合优化算法结合坡印廷矢量法验证 |
| 3.3.3 基于粒子群-遗传混合算法修正方案的优化性能对比分析 |
| 3.4 本章小结 |
| 第四章 基于神经网络的多元矢量合成方法研究 |
| 4.1 引言 |
| 4.2 基于BP神经网络的多元矢量正演建模方法 |
| 4.2.1 BP神经网络 |
| 4.2.2 用于三元组高效正演建模的BP神经网络设计 |
| 4.2.3 基于遗传算法优化的BP神经网络设计及性能分析 |
| 4.3 基于SVM的多元矢量正演建模方法 |
| 4.3.1 支持向量机 |
| 4.3.2 基于K-CV-SVM的多元矢量快速建模方法与性能分析 |
| 4.3.3 基于PSO-SVM的多元矢量快速建模方法与性能分析 |
| 4.3.4 不同优化方案的SVM网络性能分析 |
| 4.4 本章小结 |
| 第五章 修正方案优化验证与结果分析 |
| 5.1 引言 |
| 5.2 三元组幅相参数控制规律 |
| 5.2.1 馈电幅度变化 |
| 5.2.2 馈电相位变化 |
| 5.2.3 馈电幅度与相位同时变化 |
| 5.3 三元组初始馈电参数的优化结果分析 |
| 5.4 近场效应误差的精确修正结果分析 |
| 5.5 本章小结 |
| 第六章 总结与展望 |
| 6.1 全文总结 |
| 6.2 后续工作展望 |
| 致谢 |
| 参考文献 |
| 攻读硕士学位期间取得的成果 |
（2）基于高频方法的海面舰船近场散射建模研究（论文提纲范文）
| 摘要 |
| abstract |
| 第一章 绪论 |
| 1.1 研究工作的背景与意义 |
| 1.2 国内外研究历史与现状 |
| 1.2.1 高频方法 |
| 1.2.2 近场电磁散射 |
| 1.3 本文的主要贡献与创新 |
| 1.4 本论文的结构安排 |
| 第二章 海面舰船近场电磁散射基础 |
| 2.1 引言 |
| 2.2 动态海面舰船建模 |
| 2.2.1 海面几何建模 |
| 2.2.2 海水介电常数 |
| 2.2.3 运动舰船建模 |
| 2.3 近场和电磁散射 |
| 2.3.1 近场概念和划分 |
| 2.3.2 近场辐射源 |
| 2.3.3 雷达散射截面 |
| 2.4 本章小结 |
| 第三章 目标近场高频方法的实现 |
| 3.1 引言 |
| 3.2 近场物理光学法 |
| 3.2.1 传统物理光学法 |
| 3.2.2 远场近似下的相位分析 |
| 3.2.3 近场物理光学修正技术 |
| 3.3 近场弹跳射线法 |
| 3.3.1 射线追踪基础 |
| 3.3.2 基于物理光学的弹跳射线法 |
| 3.3.3 近场弹跳射线法修正技术 |
| 3.4 近场物理绕射理论 |
| 3.4.1 物理绕射理论 |
| 3.4.2 近场物理绕射理论修正技术 |
| 3.5 数值实验结果及分析 |
| 3.6 本章小结 |
| 第四章 典型目标近场散射特性分析 |
| 4.1 引言 |
| 4.2 雷达方程因素分析 |
| 4.2.1 观测距离对近场散射的影响 |
| 4.2.2 频率对近场散射的影响 |
| 4.3 天线方向图因素分析 |
| 4.3.1 天线方向图的定义 |
| 4.3.2 近场散射中的天线方向图函数 |
| 4.4 典型场景下海面舰船近场散射 |
| 4.4.1 不同海况下海面运动舰船近场散射 |
| 4.4.2 天线照射下的海面舰船近场散射 |
| 4.5 本章小结 |
| 第五章 全文总结与展望 |
| 5.1 全文总结 |
| 5.2 后续工作展望 |
| 致谢 |
| 参考文献 |
| 攻读硕士学位期间取得的成果 |
（3）海洋目标尾迹电磁散射特性与SAR成像研究（论文提纲范文）
| 摘要 |
| ABSTRACT |
| 符号对照表 |
| 缩略语对照表 |
| 第一章 引言 |
| 1.1 研究背景和意义 |
| 1.2 国内外研究概况和发展趋势 |
| 1.2.1 海面波浪模型 |
| 1.2.2 海面电磁散射模型 |
| 1.2.3 舰船尾迹的SAR成像 |
| 1.2.4 水下目标尾迹SAR成像 |
| 1.3 论文的主要工作和结构安排 |
| 1.4 论文的主要贡献和创新 |
| 第二章 随机海面电磁散射基础 |
| 2.1 引言 |
| 2.2 海面背景波仿真 |
| 2.2.1 随机海面与线性叠加模型 |
| 2.2.2 海浪谱模型 |
| 2.2.3 线性滤波法与随机海面 |
| 2.3 海面电磁散射计算 |
| 2.3.1 Bragg散射理论与微扰法 |
| 2.3.2 半确定面元散射模型 |
| 2.3.3 海面散射场分析 |
| 2.4 本章小结 |
| 第三章 海面散射调制理论与尾迹SAR成像 |
| 3.1 引言 |
| 3.2 基于调制理论的海浪SAR成像 |
| 3.2.1 海面散射系数分布 |
| 3.2.2 海浪调制与SAR成像 |
| 3.2.3 仿真结果 |
| 3.3 经典Kelvin尾迹的建模与SAR成像 |
| 3.3.1 势流理论与尾迹模型 |
| 3.3.2 Kelvin尾迹SAR成像仿真 |
| 3.4 本章小结 |
| 第四章 调制谱面元散射模型与远场尾迹SAR成像仿真 |
| 4.1 引言 |
| 4.2 调制谱面元散射模型 |
| 4.2.1 调制谱方程 |
| 4.2.2 波浪谱源项 |
| 4.2.3 基于调制谱的海面散射 |
| 4.3 远场尾迹流场仿真 |
| 4.3.1 CFD理论基础 |
| 4.3.2 舰船远场尾迹 |
| 4.4 远场尾迹SAR成像仿真 |
| 4.4.1 尾迹的背景波调制作用 |
| 4.4.2 远场尾迹SAR成像 |
| 4.5 本章小结 |
| 第五章 舰船破碎波与近场尾迹的电磁散射计算 |
| 5.1 引言 |
| 5.2 近场尾迹的几何建模 |
| 5.2.1 流场仿真设定 |
| 5.2.2 近场尾迹仿真结果 |
| 5.3 近场尾迹电磁散射场计算方法 |
| 5.3.1 网格转换与消隐 |
| 5.3.2 迭代物理光学法 |
| 5.3.3 迭代优化技术 |
| 5.4 近场尾迹的电磁散射特性分析 |
| 5.4.1 FBIPO算法验证与分析 |
| 5.4.2 近场尾迹电磁散射总场分析 |
| 5.4.3 近场尾迹电磁散射分布 |
| 5.5 本章小结 |
| 第六章 分层流体中水下目标尾迹SAR成像研究 |
| 6.1 引言 |
| 6.2 水下目标尾迹仿真与验证 |
| 6.2.1 基本方程 |
| 6.2.2 仿真设定 |
| 6.2.3 仿真结果验证 |
| 6.3 尖锐分层条件下的水下目标尾迹 |
| 6.3.1 内Kelvin尾迹与内波尾迹 |
| 6.3.2 内波尾迹仿真结果 |
| 6.4 任意分层条件下的水下目标尾迹SAR成像 |
| 6.4.1 连续分层下的水下目标尾迹 |
| 6.4.2 水下目标尾迹SAR成像模型 |
| 6.4.3 水下目标尾迹SAR图像仿真结果与分析 |
| 6.5 本章小结 |
| 结束语 |
| 参考文献 |
| 致谢 |
| 作者简介 |
（4）高频电接触失效机理及可靠性研究（论文提纲范文）
| 摘要 |
| ABSTRACT |
| 第一章 绪论 |
| 1.1 研究背景及意义 |
| 1.2 国内外研究现状 |
| 1.2.1 电接触可靠性研究现状 |
| 1.2.2 连接器接触可靠性研究现状 |
| 1.2.3 电连接器可靠性及寿命预测研究现状 |
| 1.3 论文创新点 |
| 1.3.1 建立了电接触失效特征与宏观时域和频域参数的关系模型 |
| 1.3.2 揭示了电接触失效对模拟及数字调制信号的影响机理和影响规律 |
| 1.3.3 建立了电接触失效特征与互联装置电磁辐射特性的关系模型 |
| 1.3.4 提出了一种适用于评估电连接器可靠性的性能预测方法 |
| 1.4 论文主要工作 |
| 第二章 电接触失效对时频域特征变化的影响研究 |
| 2.1 引言 |
| 2.2 电接触表面特征分析 |
| 2.2.1 表面粗糙度参数 |
| 2.2.2 表面粗糙度测试与分析 |
| 2.2.3 故障表面观测与分析 |
| 2.3 电接触失效引起的时域特征变化研究 |
| 2.3.1 时域反射计 |
| 2.3.2 实验设置 |
| 2.3.3 实验结果与讨论 |
| 2.3.4 模型建立与验证 |
| 2.4 电接触失效引起的频域特征变化研究 |
| 2.4.1 频域参数 |
| 2.4.2 实验设置 |
| 2.4.3 模型建立与分析 |
| 2.4.4 结果验证与讨论 |
| 2.5 电接触失效引起的时频域阻抗特征研究 |
| 2.5.1 阻抗模型建立 |
| 2.5.2 结果与验证 |
| 2.6 本章小结 |
| 第三章 电接触失效对调制信号传输的影响研究 |
| 3.1 引言 |
| 3.2 连接器等效模型建立 |
| 3.2.1 失效接触表面建模 |
| 3.2.2 失效连接器建模 |
| 3.3 电接触失效对模拟调制信号的影响研究 |
| 3.3.1 模拟调制信号简介 |
| 3.3.2 结果与讨论 |
| 3.4 电接触失效对数字调制信号的影响研究 |
| 3.4.1 数字调制信号简介 |
| 3.4.2 结果与讨论 |
| 3.5 本章小结 |
| 第四章 电接触失效引起的电磁辐射特性研究 |
| 4.1 引言 |
| 4.2 电接触失效模型及实验装置研究 |
| 4.2.1 模型搭建 |
| 4.2.2 实验装置 |
| 4.3 电接触失效对高频参数及频谱的影响研究 |
| 4.3.1 高频参数影响分析 |
| 4.3.2 泄漏频谱影响分析 |
| 4.4 电接触失效对泄漏信号的影响研究 |
| 4.4.1 等效模型建立与分析 |
| 4.4.2 泄漏信号建模研究 |
| 4.4.3 结果与讨论 |
| 4.5 本章小结 |
| 第五章 环境应力作用下的可靠性预计研究 |
| 5.1 引言 |
| 5.2 不同环境应力作用下的可靠性建模研究 |
| 5.2.1 环境应力引起接触失效机理分析 |
| 5.2.2 环境应力作用下的故障物理方程 |
| 5.2.3 失效寿命分布函数 |
| 5.3 温度和颗粒物综合应力作用下的寿命预测研究 |
| 5.3.1 加速试验方案 |
| 5.3.2 寿命预测分析 |
| 5.4 基于神经网络的高频性能预测方法研究 |
| 5.4.1 BP神经网络 |
| 5.4.2 Elman神经网络 |
| 5.4.3 高频性能预测算例 |
| 5.5 本章小结 |
| 第六章 总结与展望 |
| 6.1 全文工作总结 |
| 6.2 未来工作展望 |
| 参考文献 |
| 致谢 |
| 攻读学位期间取得的成果 |
（5）海面及其上电大尺寸目标时域复合近场电磁散射及成像研究（论文提纲范文）
| 摘要 |
| ABSTRACT |
| 符号对照表 |
| 缩略语对照表 |
| 第一章 绪论 |
| 1.1 研究背景及意义 |
| 1.2 国内外研究现状 |
| 1.2.1 时域电磁散射算法 |
| 1.2.2 近场计算方法 |
| 1.2.3 海面与目标复合散射 |
| 1.2.4 ISAR成像算法 |
| 1.3 论文的主要贡献及内容安排 |
| 1.3.1 论文的主要贡献 |
| 1.3.2 论文的内容安排 |
| 第二章 TDPO近场散射基本理论 |
| 2.1 引言 |
| 2.2 时域电磁场面积分方程 |
| 2.3 时域物理光学近场积分公式 |
| 2.4 脉冲激励源 |
| 2.5 平面波照射下导体目标瞬态散射近场 |
| 2.5.1 平面波照射下TDPO近场闭合公式 |
| 2.5.2 仿真算例及分析 |
| 2.6 本章小结 |
| 第三章 天线波束照射下TDPO近场快速积分技术 |
| 3.1 引言 |
| 3.2 天线时域辐射场 |
| 3.3 时域近场线积分技术 |
| 3.3.1 线积分表达式 |
| 3.3.2 仿真算例及分析 |
| 3.4 基于局部远场近似的面元法 |
| 3.4.1 远场近似中的误差分析 |
| 3.4.2 TDPO闭合表达式 |
| 3.4.3 仿真算例及分析 |
| 3.5 本章小结 |
| 第四章 基于TDSBR的近场瞬态散射仿真技术 |
| 4.1 引言 |
| 4.2 基于等效镜像源的射线追踪技术 |
| 4.2.1 基于等效镜像源的场值追踪 |
| 4.2.2 前后向射线追踪技术 |
| 4.3 多次弹跳下散射场的计算 |
| 4.4 仿真算例及分析 |
| 4.5 本章小结 |
| 第五章 TDSBR在近场复合电磁散射中的应用 |
| 5.1 引言 |
| 5.2 粗糙海面几何建模 |
| 5.2.1 海谱 |
| 5.2.2 海面轮廓模拟 |
| 5.3 TDSBR计算目标与海面复合散射回波 |
| 5.3.1 介质海面上的射线场值追踪 |
| 5.3.2 介质目标TDPO近场闭合表达式 |
| 5.4 仿真算例及分析 |
| 5.4.1 算法精度验证和效率对比 |
| 5.4.2 散射回波特性分析 |
| 5.4.3 近场RCS随距离变化关系 |
| 5.5 本章小结 |
| 第六章 基于时域散射回波的ISAR成像技术 |
| 6.1 引言 |
| 6.2 ISAR成像基本理论 |
| 6.2.1 距离维成像 |
| 6.2.2 方位维成像 |
| 6.3 基于时域散射回波的ISAR成像 |
| 6.3.1 散射回波矩阵建模 |
| 6.3.2 小带宽小角度成像 |
| 6.3.3 改进的匹配滤波方法 |
| 6.4 仿真算例及分析 |
| 6.4.1 单纯目标ISAR图像仿真 |
| 6.4.2 复合场景ISAR图像仿真 |
| 6.5 本章小结 |
| 第七章 结束语 |
| 参考文献 |
| 致谢 |
| 作者简介 |
（6）基于面积分方程的区域分解算法研究（论文提纲范文）
| 摘要 |
| ABSTRACT |
| 符号对照表 |
| 缩略语对照表 |
| 第一章 绪论 |
| 1.1 研究背景及意义 |
| 1.2 国内外研究现状 |
| 1.2.1 积分方程法研究现状 |
| 1.2.2 区域分解算法研究现状 |
| 1.3 本文主要工作和结构安排 |
| 1.3.1 本文主要工作 |
| 1.3.2 本文结构安排 |
| 第二章 面积分方程与矩量法 |
| 2.1 边界条件 |
| 2.2 等效原理 |
| 2.3 面积分方程 |
| 2.3.1 PEC表面积分方程 |
| 2.3.2 介质表面积分方程 |
| 2.4 矩量法的数学原理 |
| 2.5 RWG矩量法 |
| 2.5.1 建模与剖分 |
| 2.5.2 RWG基函数 |
| 2.5.3 矩阵填充 |
| 2.6 HOB矩量法 |
| 2.6.1 建模与剖分 |
| 2.6.2 HOB基函数 |
| 2.6.3 矩阵填充 |
| 2.7 小结 |
| 第三章 方程求解与近场奇异性研究 |
| 3.1 矩阵方程求解 |
| 3.1.1 直接解法 |
| 3.1.2 迭代解法 |
| 3.2 矩量法的迭代解 |
| 3.3 近场区积分奇异性研究 |
| 3.3.1 PEC目标近场区奇异性 |
| 3.3.2 介质目标近场区奇异性 |
| 3.4 小结 |
| 第四章 非重叠非共形的区域分解算法 |
| 4.1 区域划分策略 |
| 4.2 建立系统方程 |
| 4.3 迭代求解过程 |
| 4.4 NNDDM的并行加速 |
| 4.5 数值算例 |
| 4.5.1 经典规则模型 |
| 4.5.2 典型多尺度模型 |
| 4.5.3 工程应用模型 |
| 4.6 小结 |
| 第五章 基于矩阵分块的区域分解算法 |
| 5.1 区域划分策略 |
| 5.2 建立系统方程 |
| 5.2.1 PEC目标的系统矩阵方程 |
| 5.2.2 介质目标的系统矩阵方程 |
| 5.3 迭代求解过程 |
| 5.4 互作用积分项处理 |
| 5.5 MP-DDM的并行加速 |
| 5.6 数值算例 |
| 5.6.1 精度验证 |
| 5.6.2 矩阵性态分析 |
| 5.6.3 可扩展性分析 |
| 5.6.4 多子区域仿真 |
| 5.7 小结 |
| 第六章 基于高阶基的区域分解算法 |
| 6.1 区域划分策略 |
| 6.2 建立系统方程 |
| 6.3 迭代求解过程 |
| 6.4 HOB-DDM的并行加速 |
| 6.5 数值算例 |
| 6.5.1 精度验证 |
| 6.5.2 微带天线阵列 |
| 6.5.3 机载微带天线阵列 |
| 6.5.4 机载天线调制效应分析 |
| 6.6 小结 |
| 第七章 结论 |
| 7.1 研究总结 |
| 7.2 研究展望 |
| 参考文献 |
| 致谢 |
| 作者简介 |
| 附录 |
（7）半空间电大散射问题的并行多层快速多极子方法及其区域分解关键技术研究（论文提纲范文）
| 摘要 |
| ABSTRACT |
| 符号对照表 |
| 缩略语对照表 |
| 第一章 绪论 |
| 1.1 研究背景及意义 |
| 1.2 国内外研究现状 |
| 1.2.1 并行多层快速多极子方法研究现状 |
| 1.2.2 基于多层快速多极子的区域分解研究现状 |
| 1.3 本文主要工作和结构安排 |
| 1.3.1 本文主要工作 |
| 1.3.2 本文架构安排 |
| 第二章 多层快速多极子方法 |
| 2.1 电磁场积分方程 |
| 2.1.1 自由空间理想导体表面积分方程 |
| 2.1.2 半空间理想导体表面积分方程 |
| 2.2 自由空间多层快速多极子 |
| 2.2.1 自由空间快速多极子方法 |
| 2.2.2 自由空间平面波展开及格林函数加法定理 |
| 2.2.3 自由空间多层快速多极子方法 |
| 2.3 半空间多层快速多极子方法 |
| 2.3.1 半空间多层快速多极子相互作用 |
| 2.3.2 半空间多层快速多极子矩阵向量乘积 |
| 2.4 多层快速多极子并行策略 |
| 2.4.1 多层快速多极子数据分配方案 |
| 2.4.2 多层快速多极子通信过程方案 |
| 2.5 多层快速多极子正确性验证 |
| 2.5.1 自由空间金属球 |
| 2.5.2 自由空间半杏仁体 |
| 2.5.3 自由空间飞机 |
| 2.5.4 半空间金属球 |
| 2.5.5 半空间舰船 |
| 2.6 多层快速多极子并行性能测试 |
| 2.6.1 自由空间金属球并行性能测试 |
| 2.6.2 自由空间飞机并行性能测试 |
| 2.6.3 半空间舰船并行性能测试 |
| 2.7 小结 |
| 第三章 半空间多层快速多极子区域分解方法 |
| 3.1 基于积分方程的半空间非重叠型区域分解方法(IE-NDDM) |
| 3.1.1 几何模型处理 |
| 3.1.2 面积分方程建立 |
| 3.1.3 矩阵方程构建与迭代 |
| 3.2 基于八叉树结构的半空间区域分解方法(OT-DDM) |
| 3.2.1 八叉树结构区域划分 |
| 3.2.2 矩阵方程构建与迭代 |
| 3.2.3 交界面阻抗计算 |
| 3.3 数值算例验证分析 |
| 3.3.1 算法精度验证 |
| 3.3.2 并行效率测试 |
| 3.4 小结 |
| 第四章 OT-DDM并行策略 |
| 4.1 基于近远区划分的区域分解策略 |
| 4.1.1 基于近远区划分策略原理 |
| 4.1.2 快速远场近似原理 |
| 4.1.3 基于近远区划分策略性能测试 |
| 4.2 基于源组与场组的并行划分策略 |
| 4.2.1 MLFMA近场计算原理 |
| 4.2.2 基于源组与场组划分策略原理 |
| 4.2.3 基于源组与场组划分策略性能测试 |
| 4.3 基于进程组的并行区域分解策略 |
| 4.3.1 MPI的进程组与通信域 |
| 4.3.2 基于进程组的并行模式分析 |
| 4.3.3 进程组并行模式加速效果测试 |
| 4.4 基于任务级的并行区域分解策略 |
| 4.4.1 现代超级计算机调度系统 |
| 4.4.2 基于任务级的并行模式分析 |
| 4.4.3 任务级并行模式加速效果测试 |
| 4.5小结 |
| 第五章 OT-DDM关键技术 |
| 5.1 OT-DDM核外求解技术 |
| 5.1.1 核外求解技术 |
| 5.1.2 I/O技术优化 |
| 5.1.3 I/O性能测试 |
| 5.2 OT-DDM架构下的预处理方法 |
| 5.2.1 预条件构建 |
| 5.2.2 预条件性能测试 |
| 5.3 半空间转移因子计算策略 |
| 5.3.1 半空间转移因子计算 |
| 5.3.2 半空间转移因子实时计算与插值计算 |
| 5.3.3 策略效果验证 |
| 5.4 MPI混合OpenMP技术 |
| 5.4.1 MPI+OpenMP并行架构 |
| 5.4.2 并行性能测试 |
| 5.5 小结 |
| 第六章 半空间环境电大目标散射特性仿真及分析 |
| 6.1 半空间环境电大目标散射正确性验证 |
| 6.2 地面目标RCS分析 |
| 6.2.1 地面某型导弹双站RCS |
| 6.2.2 地面某型直升飞机双站RCS |
| 6.2.3 地面某型装甲车双站RCS |
| 6.2.4 地面某型战斗机双站RCS |
| 6.3 海面目标RCS分析 |
| 6.3.1 海面航母I型双站RCS |
| 6.3.2 海面2000波长舰船II型双站RCS |
| 6.3.3 海面3000波长舰船II型双站RCS |
| 6.4 小结 |
| 第七章 结论 |
| 7.1 研究总结 |
| 7.2 研究展望 |
| 参考文献 |
| 致谢 |
| 作者简介 |
（8）波束照射下海面上方目标的近场复合电磁散射（论文提纲范文）
| 摘要 |
| ABSTRACT |
| 符号对照表 |
| 缩略语对照表 |
| 第一章 绪论 |
| 1.1 研究背景和研究意义 |
| 1.2 国内外研究现状 |
| 1.2.1 电磁散射计算方法 |
| 1.2.2 近场电磁散射计算方法 |
| 1.2.3 目标的角闪烁特性研究 |
| 1.3 主要工作和内容安排 |
| 第二章 近场条件下弹跳射线法理论 |
| 2.1 近场条件下散射场 |
| 2.1.1 远近场的划分 |
| 2.1.2 近场RCS的定义 |
| 2.1.3 近场条件下物理光学法(PO) |
| 2.1.4 几何光学法 |
| 2.1.5 物理绕射理论PTD |
| 2.2 弹跳射线法 |
| 2.2.1 射线管的生成 |
| 2.2.2 射线管和三角面元求交 |
| 2.2.3 射线追踪 |
| 2.3 射线阶数对目标散射特性的影响 |
| 2.4 方法验证 |
| 2.5 本章总结 |
| 第三章 波束照射下目标近场电磁散射 |
| 3.1 引言 |
| 3.2 天线方向图 |
| 3.3 局部照射条件 |
| 3.4 天线波束照射目标近场方法验证 |
| 3.5 天线波束照射目标近场散射特性 |
| 3.6 本章小结 |
| 第四章 波束照射下目标与粗糙海面的近场复合电磁散射 |
| 4.1 引言 |
| 4.2 粗糙海面建模 |
| 4.3 目标和海面的一体化建模方法 |
| 4.4 多普勒频移特性分析 |
| 4.5 波束照射目标与粗糙海面的近场散射特性 |
| 4.6 本章总结 |
| 第五章 天线波束照射下目标的角闪烁 |
| 5.1 引言 |
| 5.2 角闪烁的物理本质和产生机理 |
| 5.3 计算仿真 |
| 5.3.1 双体球目标的角闪烁线偏差 |
| 5.3.2 三体球目标角闪烁线偏差 |
| 5.3.3 舰船目标的角闪烁线偏差 |
| 5.4 本章总结 |
| 第六章 总结与展望 |
| 参考文献 |
| 致谢 |
| 作者简介 |
（9）高功率电磁环境下粗糙面与上方目标耦合效应研究（论文提纲范文）
| 摘要 |
| Abstract |
| 1 绪论 |
| 1.1 研究背景与意义 |
| 1.2 研究现状 |
| 1.2.1 随机粗糙表面电磁散射的研究现状 |
| 1.2.2 随机粗糙表面与目标复合电磁散射的研究现状 |
| 1.2.3 FDTD方法的研究现状 |
| 1.3 本文主要内容及章节安排 |
| 2 准一维FDTD方法基本理论及分析推导 |
| 2.1 二维FDTD方法基本理论 |
| 2.2 准一维FDTD方法基本理论及公式推导 |
| 2.3 斜入射准一维FDTD方法稳定性条件 |
| 2.4 FDTD方法计算区域划分及平面波源引入 |
| 2.5 本章小结 |
| 3 引入准一维FDTD方法分析一维粗糙面上方散射特性 |
| 3.1 一维粗糙面理论基础及仿真分析 |
| 3.1.1 一维粗糙面的统计参量 |
| 3.1.2 一维粗糙面建模及仿真分析 |
| 3.2 单层粗糙面上方散射特性分析 |
| 3.2.1 单层粗糙面上方散射特性分析及数值算例验证 |
| 3.2.2 单层粗糙面上方时域散射特性仿真分析 |
| 3.3 分层粗糙面上方散射特性分析 |
| 3.3.1 分层粗糙面上方散射特性分析及数值算例验证 |
| 3.3.2 分层粗糙面上方时域散射特性仿真分析 |
| 3.4 本章小结 |
| 4 准一维FDTD方法分析粗糙面与简单目标复合散射特性 |
| 4.1 单层粗糙面与简单目标复合散射特性分析 |
| 4.1.1 单层粗糙面与上方平板目标复合散射特性分析及算例验证 |
| 4.1.2 单层粗糙面与二维半掩埋目标复合散射特性分析及算例验证 |
| 4.2 分层粗糙面与简单目标复合散射特性分析 |
| 4.2.1 分层粗糙面与上方平板目标复合散射特性分析及算例验证 |
| 4.2.2 分层粗糙面与二维半掩埋目标复合散射特性分析及算例验证 |
| 4.3 准一维FDTD方法内存与时间步估计 |
| 4.4 本章小结 |
| 5 结论与展望 |
| 5.1 结论 |
| 5.2 展望 |
| 致谢 |
| 参考文献 |
| 附录 |
（10）复杂运动目标电磁散射建模与快速算法研究（论文提纲范文）
| 摘要 |
| abstract |
| 第一章 绪论 |
| 1.1 研究工作的背景与意义 |
| 1.2 国内外研究历史与现状 |
| 1.2.1 矩量法及其快速算法的研究历史与现状 |
| 1.2.2 多目标电磁散射计算的研究历史与现状 |
| 1.2.3 运动目标电磁散射计算的研究历史与现状 |
| 1.2.4 复杂背景下目标电磁散射计算的研究历史与现状 |
| 1.3 本文的主要贡献与创新 |
| 1.4 本文的主要组织结构 |
| 第二章 矩量法与多层快速多极子算法简介 |
| 2.1 电磁场表面积分方法 |
| 2.2 矩量法基本原理 |
| 2.3 目标离散与基函数 |
| 2.4 阻抗矩阵奇异性处理 |
| 2.5 矩阵方程求解 |
| 2.6 快速多极子算法基本原理 |
| 2.7 多层快速多极子算法基本原理 |
| 2.8 本章小结 |
| 第三章 多运动目标电磁散射快速算法 |
| 3.1 动态八叉树结构 |
| 3.2 多运动目标电磁散射快速算法公式 |
| 3.3 数值算例 |
| 3.4 本章小结 |
| 第四章 多运动目标群电磁散射快速算法 |
| 4.1 双重八叉树结构 |
| 4.2 多运动目标群电磁散射快速算法公式 |
| 4.3 数值算例 |
| 4.4 本章小结 |
| 第五章 复杂背景下运动目标电磁散射快速算法 |
| 5.1 层级自适应八叉树 |
| 5.2 数学公式以及算法流程 |
| 5.3 数值算例 |
| 5.3.1 大金属板背景下可旋转金属贴片阵列电磁散射计算 |
| 5.3.2 三维粗糙面背景下运动目标电磁散射计算 |
| 5.3.3 有遮蔽效果的复杂背景下运动目标电磁散射计算 |
| 5.4 本章小结 |
| 第六章 水面和水下运动目标尾迹建模与电磁散射分析 |
| 6.1 风动海面建模 |
| 6.2 水面舰船开尔文尾迹建模 |
| 6.3 水下运动目标尾迹建模 |
| 6.3.1 VOF模型 |
| 6.3.2 控制方程与求解 |
| 6.3.3 几何建模与边界设置 |
| 6.3.4 尾迹仿真结果 |
| 6.4 小斜率近似方法简介 |
| 6.5 电磁散射特性计算与分析 |
| 6.5.1 水面舰船开尔文尾迹电磁散射计算 |
| 6.5.2 舰船与尾迹复合目标电磁散射计算 |
| 6.5.3 水下运动目标尾迹电磁散射计算 |
| 6.6 本章小结 |
| 第七章 全文总结与展望 |
| 7.1 全文总结 |
| 7.2 后续工作展望 |
| 致谢 |
| 参考文献 |
| 攻读博士学位期间取得的成果 |
四、复杂目标近场电磁散射的建模方法（论文参考文献）
- [1]基于高精度近场效应误差修正的高效优化算法研究[D]. 何柯. 电子科技大学, 2021(01)
- [2]基于高频方法的海面舰船近场散射建模研究[D]. 廖成晋. 电子科技大学, 2021(01)
- [3]海洋目标尾迹电磁散射特性与SAR成像研究[D]. 王乐天. 西安电子科技大学, 2020(02)
- [4]高频电接触失效机理及可靠性研究[D]. 李庆娅. 北京邮电大学, 2020(01)
- [5]海面及其上电大尺寸目标时域复合近场电磁散射及成像研究[D]. 郭广滨. 西安电子科技大学, 2020(02)
- [6]基于面积分方程的区域分解算法研究[D]. 刘莹玉. 西安电子科技大学, 2020(02)
- [7]半空间电大散射问题的并行多层快速多极子方法及其区域分解关键技术研究[D]. 翟畅. 西安电子科技大学, 2020(02)
- [8]波束照射下海面上方目标的近场复合电磁散射[D]. 张颖. 西安电子科技大学, 2020(05)
- [9]高功率电磁环境下粗糙面与上方目标耦合效应研究[D]. 张奥特. 西安科技大学, 2020(01)
- [10]复杂运动目标电磁散射建模与快速算法研究[D]. 张海力. 电子科技大学, 2020(07)