[发明专利]电大目标电磁散射特性快速降维分析方法

说明书

本发明公开了一种电大目标电磁散射特性快速降维分析方法。首先将物体进行面网格离散以及体网格离散，待求的散射方向为抛物线的轴向方向；在沿抛物线的轴向方向上构造若干个切面，每个切面用长方形网格进行离散，对不同物理位置上的网格点添加不同的边界条件；在每个面上采用交替方向隐式差分格式获取相邻两个切面间的关系，最后在散射体表面根据切向电场分量为0的方程以及抛物线方程，联立构造出矩阵方程；依次各个切面上的节点电场值进行递推求解，通过不断更新边界点的信息以及方程的右边向量求解下一个切面上各个离散节点处的电场值。本发明在电大金属目标的电磁散射特性分析中能够节省计算时间以及内存，并且有利于并行求解，具有很强的实际工程应用价值。

技术领域

本发明属于目标电磁散射特性数值计算技术领域，特别是一种电大目标电磁散射特性快速降维分析方法。

背景技术

电磁计算的数值方法如矩量法(MOM)，有限元法(FEM)，时域有限差分方法(FDTD)可以很好地解决电小尺寸物体的散射，但在计算电大物体的散射时，对计算机的配置要求过高。近似方法如射线跟踪、物理光学等高频方法则只能求解规则形状的电大物体的散射。迭代推进方法是用于求解目标散射问题的一种比较新型的方法，世界上许多国家主要在空间场的迭代递推、电流的迭代递推和时域场的迭代递推等方面做了大量的研究并取得一定的研究成果。抛物线方程方法属于迭代推进方法，它是波动方程的一种近似形式，假设电磁波能量在沿着抛物线轴向的锥形区域内传播。抛物线方程方法为求解电磁散射提供了一种准确、高效的计算方法，但是它存在的主要缺陷是只能对抛物线方向近轴区域内的电磁散射进行计算，抛物线的轴向受到入射场方向的限制，并且现有技术仅将三维问题降为二维问题进行求解，存在运算量大、速度慢的缺点。

发明内容

本发明的目的在于提供一种快速、准确的电大目标电磁散射特性快速降维分析方法，该方法对于场值的行列求解相互独立，通过并行加速求解，能够快速得到电磁散射特性参数。

实现本发明目的的技术解决方案为：一种电大目标电磁散射特性快速降维分析方法，步骤如下：

步骤1、建立物体的离散模型，确定抛物线的轴向方向作为x轴，采用网格对物体沿抛物线的轴向方向进行离散处理，形成垂直于x轴的若干个切面，通过求解剖分的三角形网格与切面交点确定每个切面所切物体的边界点，再通过四面体网格来判断所有节点的位置；

步骤2、构造矩阵方程，在x轴，y轴、z轴方向采用CN差分格式，并写成交替方向隐式差分格式获取相邻两个切面间的关系，最后在散射体表面根据切向电场分量为0的方程以及抛物线方程，联立构造出矩阵方程；

步骤3、令x轴方向为待求的散射方向，依次对沿x轴方向的各个切面上的节点电场值进行递推求解，通过不断更新边界点的信息以及方程的右边向量来求解下一个切面上各个离散节点处的电场值；

步骤4、对各个切面上的节点电场值进行递推，求解最后一个切面上的节点电场值，根据远近场转换求解目标散射体双站RCS。

本发明与现有技术相比，其显著优点为：(1)方程形成简单：将一个三维问题转化为一系列的二维问题进行求解，矩阵形成快捷简便；(2)每个面的场值行列计算互相独立，可通过并行提高计算效率；(3)求解矩阵为三对角矩阵，可通过追赶法求解，提高计算速度。

下面结合附图对本发明作进一步详细描述。

附图说明

图1是本发明能量沿抛物线轴向传播示意图。

图2是本发明某一切面上未知量分布的示意图。

图3是本发明入射场方向与矢量抛物线轴向示意图。

图4是本发明实施例中散射体双站RCS曲线图。

具体实施方式

下面结合附图及具体实施例对本发明作进一步详细描述。