[发明专利]一种基于空域强耦合路径加速的MOM-KA混合方法

说明书

本发明涉及一种基于空域强耦合路径加速的MOM‑KA混合方法，包含以下步骤：S1、计算目标初始电流；S2、获取目标与环境间的强耦合路径，建立目标与环境强耦合区域集合；S3、根据步骤S2建立的强耦合区域集合，计算目标与环境间的互耦；S4、计算考虑目标与环境耦合后的目标电流，根据电流变化率判断迭代是否收敛，如收敛则结束迭代过程，如不收敛则重复步骤S3～S4。本发明给出了目标与粗糙面间的耦合路径，建立了目标与粗糙面间的强耦合区域集合，只计算存在较强互耦的目标与粗糙面区域间的耦合，能够在保证求解精度的前提下大幅提升计算效率。

技术领域

本发明涉及一种高低频混合方法，具体是指基于空域强耦合路径加速的MOM-KA混合方法，属于目标与环境特性的技术领域。

背景技术

地海面背景中目标电磁散射特性，对目标的雷达探测和识别等技术具有基础支撑作用。因此，粗糙面环境下目标电磁散射特性建模研究具有重要意义。矩量法(MOM)作为一种严格的数值方法，可以模拟任意形状目标的电磁散射，具有模拟精确，不受目标外形限制的特点。利用粗糙面散射计算的解析方法，如基尔霍夫近似(KA)，结合体目标的MOM数值方法，并完成面-体目标散射相互作用的耦合计算，能在本质上加快大尺度粗糙面与复杂目标复合散射的求解速度，同时又有解析解给予的十分明确的物理解释。

现有技术中所采用的基于迭代法的MOM-KA混合方法，在每次迭代中将KA区域对MOM区域的影响作为MOM区域积分方程右侧激励项的变化量，从而加快收敛速度。但是，该方法并未加速KA区域与MOM区域的耦合计算，单次迭代计算较为耗时。

现有技术中所采用的基于快速多极子算法(MLFMA)加速的MOM-KA混合方法，是利用MLFMA加速目标MOM区域的求解，同时结合快速远场近似等方法降低MOM区域与KA区域耦合计算的复杂度。但是，由于粗糙面区域较大，该方法适用范围仍然有限。

现有技术中，利用射线追踪完成入射电磁场激励下不同面片的耦合区域，然后用矩量法填充附近子区域和耦合区域的阻抗矩阵，非附近子区域和非耦合区域的阻抗矩阵置，整个阻抗矩阵稀疏化程度高，极大的节省了内存空间和计算时间，但该方法仅能进行目标散射计算，不适用于目标与环境复合散射问题。

发明内容

本发明的目的是提供一种基于空域强耦合路径加速的MOM-KA混合方法，根据目标与环境强耦合路径，只计算目标与环境存在较强耦合区域的互耦，能够在保证求解精度的前提下大幅提升计算效率，解决现有技术中存在的缺点和限制。

为实现上述目的，本发明提供一种基于空域强耦合路径加速的MOM-KA混合方法，包含以下步骤：

S1、计算目标初始电流；

S2、获取目标与环境间的强耦合路径，建立目标与环境强耦合区域集合；S3、根据步骤S2建立的强耦合区域集合，计算目标与环境间的互耦；

S4、计算考虑目标与环境耦合后的目标电流，根据电流变化率判断迭代是否收敛，如收敛则结束迭代过程，如不收敛则重复步骤S3～S4。

所述的步骤S1中，对目标进行三角网格离散，并定义RWG基函数，求解由目标电场积分方程(EFIE)离散获得的矩阵方程(1)，方程右侧为初始激励项，即外加平面波照射，求得初始电流I^0，MOM。

ZI^0，MOM＝V⁰ (1)

所述的步骤S2中，具体包含以下步骤，

S21、对目标与环境进行分块，目标被分解为N₁块，分别被标记为环境被分解为N₂块，分别被标记为/沿电磁波入射方向进行射线追踪，记录射线路径并标记为一系列目标、环境分块号的序列，如M_i,P_j,…M_k,…，根据路径对射线进行归类；