[发明专利]一种提取金属目标电磁特性的自适应嵌套复点源方法

说明书

本发明公开了一种提取金属目标电磁特性的自适应嵌套复点源方法，实现金属目标快速准确的电磁建模与特性提取，其特点是以表面积分方程方法为基础，利用具有准线性计算复杂度的自适应嵌套复点源方法实现对具有多尺度结构的金属目标快速准确地电磁建模与特性提取。本发明所要解决了针对不同目标特点自适应分组建模问题。针对实际金属目标外形的规则特点，实现其电磁模型的自适应分组，以保证计算资源的合理分配和高效利用。并且针对目标自适应分组建模后，根据组内基函数的分配及组的电尺寸，利用自适应交叉近似方法根据计算精度自动选择合理有效的参数设置，以保证目标电磁特性准确高效地提取。

技术领域

本发明涉及金属目标的电磁建模与特征提取方法技术领域，尤其涉及的是，一种提取金属目标电磁特性的自适应嵌套复点源方法。

背景技术

实际目标具有复杂多尺度的几何外形和电磁特性，无法利用传统的解析手段获取目标的电磁特性，因此对于复杂多尺度目标的电磁建模与特征提取方法也受到广泛的关注，其根据技术原理可以分为微分类方法和积分类方法两种。微分类方法中应用最广泛的是时域有限差分方法(finite difference time domain,FDTD)和有限元方法(finiteelement method,FEM)，然而微分类方法需要建立截断边界，会增加计算规模。而积分类方法则不需要建立截断边界，其中具有代表性的方法是表面积分方程(surface integralequation,SIE)方法和体面积分方程(volume surface integral equation,VSIE)方法。然而对于具有复杂多尺度几何结构的目标分析问题，离散建模会导致更多的计算未知量和多尺度网格，这样会大量增加计算时间和内存需求。为了解决这个问题学者们已经提出了许多降低计算复杂度的快速方法，如快速多极子方法、自适应积分方法等，这些方法在电磁建模时都采用均匀的分组方法和统一的参数设置，这样针对具有复杂结构的实际问题会导致组内基函数分配不均匀导致计算资源分配不合理，进而限制计算效率。

目前对于目标的电磁建模与特性提取方法目前存在两个问题：第一是现有的方法电磁建模时采用均匀的分组方法，这种方法对于理想情况下均匀分布的目标具有很高的效率而对于具有多尺度结构的实际目标会出现计算未知量分布不均匀，导致计算资源分配不均匀影响计算效率；第二是由于均匀分组方法对于参数的设置具有统一的规则，针对基函数分配不均匀的情况没有针对性的处理，这样会导致计算精度不可控，降低计算准确性。

发明内容

本发明针对金属目标电磁特性提取的需求设计了一种快速提取金属目标电磁特性的自适应嵌套复点源方法，实现金属目标快速准确的电磁建模与特性提取，其特点是以表面积分方程方法为基础，利用具有准线性计算复杂度的自适应嵌套复点源方法实现对具有多尺度结构的金属目标快速准确地电磁建模与特性提取。所要解决的技术问题包括：1、针对不同目标特点自适应分组建模问题。针对实际目标外形的规则特点，实现其电磁模型的自适应分组，以保证计算资源的合理分配和高效利用。2、自适应嵌套复点源方法参数选择问题。针对目标自适应分组建模后，根据组内基函数的分配及组的电尺寸，利用自适应交叉近似方法根据计算精度自动选择合理有效的参数设置，以保证目标电磁特性准确高效地提取。

本发明的技术方案如下：一种提取金属目标电磁特性的自适应嵌套复点源方法，包括以下步骤：

步骤1、建立相应目标的物理模型，使用剖分软件对物体表面采用三角形剖分，得到物理模型的结构信息，包括三角形的编号及各节点坐标用来表示基函数；

步骤2、利用多层自适应分组技术对剖分后的模型进行自适应分组，得到一个多层分组结构；

步骤3、完成分组后，在每一层中，根据各组的尺寸建立等效面，按照各层的复点源个数将复点源均匀分布在等效面上；

步骤4、当两个组相互作用时选择有效作用的复点源之间的相互作用，采用自适应交叉近似方法利用近似精度设置完成有效复点源的自动选择；