[发明专利]混合阶时域不连续伽略金方法

说明书

本发明公开了一种混合阶时域不连续伽略金方法，用于导体目标的精确建模和瞬态电磁散射分析。针对理想导体结构，采用参数曲面建模，并选择高阶叠层矢量基函数作为空间基函数。传统三角形网格离散，不能精确拟合具有突变结构或者曲率变化比较大的曲面，且消耗计算机资源大。而混合阶时域不连续Galerkin方法能精确拟合曲面结构，且不要求网格共形。混合阶时域不连续伽略金方法使用尺寸更大的面片剖分待求物体表面，减少计算机资源的消耗。

技术领域

本发明属于导体目标瞬态电磁散射特性分析领域，具体是一种混合阶不连续伽略金时域积分方法方法。

背景技术

随着现代军事技术的不断发展，复杂三维目标的电磁散射研究变得越来越重要。在许多领域，如：目标探测与识别、军用目标的隐身、雷达探测、天线优化等，由于实际测量的复杂，单纯通过模拟实验方法分析目标的电磁散射特性，不仅代价昂贵，而且精度很低。因此利用计算电磁学进行仿真分析，显得格外重要。由于数值计算的精度高，计算速度快，在设计初期，利用数值算法对计算结果进行预判，为设计带来极大的便利。

近年来，瞬态电磁散射特性的分析的各种方法快速发展。基于时间步进的时域积分方程方法(S.M.Rao and D.R.Wilton,“Transient scattering by conductingsurfaces of arbitrary shape,”IEEE Trans.Antennas Propag.,vol.39,no.1,pp.56–61,1991.)是瞬态电磁散射分析的经典的方法之一。然而网格共形的要求，限制了其在分析复杂三维结构上的发展。未知量与所计算的最高频率相关，因此，当频率较高时，所得到的矩阵方程急速增长，造成计算效率低，内存消耗大等问题。

发明内容

本发明的目的在于提供一种混合阶时域不连续伽略金方法。

实现本发明目的的技术方案为：一种混合阶时域不连续伽略金方法，步骤如下：

第一步，根据时域麦克斯韦方程建立理想导体表面的时域积分方程；

第二步，用曲面三角形单元离散导体表面,用高阶叠层矢量基函数对积分方程中的电流进行空间上离散，使用三角基函数对电流进行时间上的离散；

第三步，根据表面电流传输条件建立混合阶基函数的单元边界连续性方程；

第四步，对离散的时域积分方程在空间上采用不连续伽略金测试，在时间上采用点测试，将测试后的积分方程改写为待求解的系统方程，瞬态面电流系数为待求的未知量；

第五步，求解系统矩阵方程，得到瞬态面电流系数，由电流系数计算瞬态电磁散射参量。

本发明与现有技术相比，其显著优点为：

1.采用共形或者非共形的网格离散复杂结构。

2.曲面三角形拟合物体表面，对曲面的结构离散精度高。

3.复杂结构不同部分选择不同阶基函数能节省未知量，在节省内存，提高计算效率等方面有明显优势。

附图说明

图1为电磁波照射下的导体目标。

图2为曲面三角形及其投影的参量坐标系。

图3为球锥的网格离散模型。

图4为球锥在不同频点处的双战雷达散射截面积(RCS)，(a)：频率为30MHz，(b)：频率为150MHz，(c)：频率为270MHz。

具体实施方式

下面结合附图对本发明作进一步详细描述。

本发明混合阶时域不连续伽略金方法，步骤如下：