快速多极边界元方法在二维声散射问题中的应用

快速多极算法(FMM)是求解边界元方法(BEM)在大尺度情况下的一种非常有效的算法.研究了快速多极算法在二维声散射问题的边界积分方程求解中的应用.给出了积分核函数以及其共轭积分算子核函数的多极展开式,局部展开式以及相应展开系数之间的转化关系.分别应用两种不同的层级树结构的FMM来进行求解,并对两种树结构下的求解效率进行了对比.数值算例表明用快速多极算法求解该问题时在存储量和计算量上比直接求解方法效率更高.     

一种基于SVD-CBFM和RACA的单站RCS快速求解方法

在奇异值分解特征基函数法(SVD-CBFM)的基础上提出一种快速求解目标单站RCS的有效数值方法.为了降低入射激励的数目,该方法考虑了子域间的相互耦合作用,计算出各子域的次要特征基函数(SCBF).采用再压缩自适应交叉近似(RACA)算法对各子域的特征基函数(CBFs)进行压缩,加速CBFs的生成.同时运用RACA算法填充远场区阻抗矩阵,从而进一步提高SCBF和缩减矩阵构造过程中的矩阵矢量相乘速度.数值算例验证了该方法的精准性和有效性.     

车载天线间耦合干扰特性分析

针对车载天线间耦合干扰问题,通过理论、实验、仿真的方式进行了全面、深入的分析与验证。首先,基于矩量法和快速多极子方法,通过将近场耦合转化成多端网络的功率传输,建立了耦合度的计算模型。接着,针对近场区耦合的特点,提出了采用间接测试法构建耦合度实验平台,并引入了三维电磁仿真软件对理论分析与实际测试结果进行比较。实例分析表明了模型的准确性和耦合干扰的严重性(可超过100 d B),为进一步研究共址干扰缓解与抑制提供了理论依据。     

利用信号与系统概念分析线天线的互阻抗

基于信号与系统理论 ,并利用数字信号处理技术 ,提出了一种分析线天线互阻抗的新方法 .在这种方法中 ,借用信号与系统的概念 ,将天线阵中天线单元的电流视为激励信号 ,将天线阵的空间结构视为系统函数 (或传递函数 ) ,而将单元天线间的互阻抗 (或其它电磁特性 )视为整个系统的响应 .通过这种等效 ,可将天线阵中天线单元间相互耦合看作信号与系统中的系统响应 ,进而可利用数字信号处理方法进行分析 .最后给出了利用该方法计算对称振子天线互阻抗的实例 ,计算结果证明了该方法的有效性 .     

一种宽带匹配网络的遗传算法设计

为同时兼顾带宽和效率,将遗传算法应用到天线宽带匹配网络设计中。遗传算法中建立了多目标优化目标函数即适应度函数。根据算法寻优结果,结合仿真软件仿真分析了所设计的宽带匹配网络的电特性。结果表明：该宽带匹配网络具有良好的阻抗宽带性能,证明了遗传算法在设计宽带匹配网络中的有效性。     

宽带天线自适应匹配设计

基于统计学习理论构造了一种快速自适应随机搜索算法,给出了一种简易实用的宽带天线匹配设计新方法。在宽带天线的匹配设计过程中,采用高斯－牛顿法,将宽带天线匹配设计问题转化为有约束条件的函数优化问题,从而有利于快速自适应随机搜索算法的优化求解。应用该自适应算法进行天线匹配设计,不仅算法简单,易于编程实现,而且能够快速设计出具有较好性能的匹配网络,非常适用于各种短波、超短波天线的匹配设计问题。     

一种任意重积分自适应递归式快速计算方法

当前一些科学计算软件虽然能够利用数值积分得到复杂积分的近似解,但最多只能求解三重积分.为解决积分计算重数受限问题,基于累次积分的解析计算思路,结合递归算法,提出了一种任意重积分自适应递归式快速计算方法.从原理上介绍了算法思路和递归过程,给出了在MATLAB中运行的算法源程序代码.在算例和工程应用上,将该方法与现有方法进行了对比.结果表明了该方法的有效性,可使计算时间大大缩短,只需提供积分区间和被积函数即可求解,省去了将程序代码与积分重数进行匹配的编程步骤.方法操作简单,计算精度高,速度快,可满足实际工程需要.     

变形双反射面天线的机电耦合分析方法

双反射面天线广泛应用于雷达、卫星通信和射电天文等领域,针对变形双反射面天线的电性能求解问题,本文提出了基于物理光学法的机电耦合分析方法.深入分析了双反射面天线主副反射面变形对天线电性能的影响,通过将主副反射面轴向变形转换为天线远场积分公式中的相位误差影响项,建立了反射面表面结构位移场与天线远场之间的机电耦合关系.进一步将相位误差影响项作一阶泰勒级数展开,使得结构误差从天线远场积分运算中独立出来,通过构建包含主副反射面变形信息的误差矩阵可实现变形反射面天线远场的快速计算.对一个2.2 m天线进行案例分析,结果验证了所提方法的正确性.     

基于Newmark格式的车辆-轨道耦合迭代过程的改进算法

针对车辆-轨道耦合系统振动方程联立求解过程,考虑车辆和轨道2个子系统模型,提出一种将有限元法和非线性接触理论相结合的交叉迭代数值改进算法。该算法将子系统方程非荷载项矩阵进行修正和求逆的预处理,基于Newmark-β积分格式规则,构造具有较高收敛速度及精度的松弛因子函数和收敛准则函数,利用轮轨相互作用力在车辆系统与轨道系统之间的快速交叉迭代,改进并实现轮轨耦合关系的求解。研究结果表明:提出的算法正确、有效,极大地提高了动力学方程数值计算效率;时间步长对系统数值解的稳定性影响显著,松弛因子的合理选择,可起到加速系统迭代和增强迭代稳定性的作用;该算法在解决大型工程振动问题时更具高效求解的优越性。     

含阻尼项的SRLW方程的一个去耦合线性化差分格式

本文对带有阻尼项的耗散SRLW方程的初边值问题进行了数值方法研究,提出了一个具有二阶理论精度的三层非耦合线性化差分格式,由于该格式解除了原方程中函数 和 的耦合关系,数值求解时只需对函数 和 分别单独求解,其中对函数 的数值求解为线性化差分算法,对函数 的数值求解为显式差分算法直接求解,从而大大提高了数值求解效率。在不能得到其差分解最大模估计的情况下,综合运用数学归纳法和离散泛函分析方法,直接证明了格式的收敛性和稳定性。数值实验表明该方法是可靠的.     

应用复跳频和AWE技术快速计算目标宽带RCS

对于任意给定的频段,单个频率展开点的渐近波形估计技术很难满足精度要求.文章将复跳频技术与渐近波形估计技术结合快速预估任意形状导电柱体的雷达散射截面,即通过一种简单的二进制搜索算法,自动选择渐近波形估计技术多个频率展开点,实现对任意频段宽带电磁散射特性的精确分析.     

AWE技术在三维介质目标宽带电磁散射特性中的应用

本文主要研究应用渐近波形估计(AWE)技术分析三维介质目标的电磁散射特性,首先应用AWE技术在介质目标中心频点求解一次积分方程,通过求解可得中心频点的电流系数;给定频段内未知电流系数则是利用外推得到,进而求得介质目标的宽频带电磁特性.文章对典型的三维介质目标:介质圆柱、介质立方体的雷达散射截面进行了计算.从计算结果上看,渐近波形估计技术和矩量法吻合得较好,但AWE技术的效率远远高于矩量法,证明了渐近波形估计技术是分析三维介质目标电磁散射特性的有效方法.文章研究的创新之处在于从计算结果、计算频率点数、CPU时间等方面证实了AWE技术的优势.     

AWE技术加速计算圆环天线的宽带响应

将函数有理逼近方法运用到电磁散射领域中，基于矩量法(MOM)并结合渐近波形估计(AWE)技术快速预测圆环天线的宽带响应。首先由MOM求得给定频率下的电流分布，然后利用AWE技术外推，从而快速预测出任意频率下的电流分布，最后计算出圆环天线的宽带响应。结果表明AWE技术不但能准确地逼近MOM的精确数值解，还可几倍甚至几十倍地提高计算速度，大大地节约CPU时间。     

一种高速DQPSK的设计与实现

本文针对目前兴起的宽带无线接入而设计了一种DQPSK调制解调具体实现方案.该方案大部分功能在可编程数字电路中设计完成,仅模数转换和正交乘法器功能由专用芯片实现.它可以改变发送端的发射频率(初步设计为100KHZ～250KHZ),且处理数据的速度高达10MBITPS,包含了全数字动态跟踪的位同步系统,易于根据需要灵活更改为16QAM调制方式,实际工作时可根据具体性能要求重新配置各部分芯片,因而具有很高的灵活性,应用范围广泛.     

高速集成电路互连线结构的时域波形灵敏度分析

利用渐近波形估值法分析包含有耗，互耦传输线电路的时域波形灵敏度，该方法可计算电路响应对电路中的集总元件，分布元件及电路物理参量的时域波形灵敏度。将计算结果与扰动法的结果相比较，表明该方法有好的准确性。     

AWE应用于介质柱宽带RCS频率响应的快速计算

基于渐近波形估计（AWE）技术和矩量法（MON）快速预测任意形状、非均匀介质柱体的雷达散射截面积（RCS）的宽带频率响应。首先采用矩量法求解介质柱的电场积分方程,得到介质柱体内在某一给定频率入射波照射下化电流,然后利用AWE技术将任一频率入射波照射下的极化 给定频率附近展开成Taylor级数,通过Pade逼将Taylor级数转化为有理函数,由此可获得介质柱在任一频率入射波照射下的极化电流,进而计算出RCS.计算结果表明AWE基本能逼近MOM精确计算的曲线,同时在计算速度上可加快近10倍。     

Redesigning the body plan of Drosophila by ectopic expression of the homoeotic gene Antennapedia

Genetic and molecular studies on the expression of Antennapedia (Antp) have suggested that this gene specifies mainly the second thoracic segment. On the basis of our molecular analysis of dominant gain-of-function mutants we have postulated that the transformation of antennae into second legs is due to the ectopic overexpression of the Antp+ protein. This hypothesis was tested by inserting the complementary DNA encoding the normal Antp protein into a heat-shock expression vector and subsequent germ-line transformation. As predicted, heat induction at defined larval stages leads to the transformation of antennae into second legs. The dorsal part of the head can also be transformed into second thoracic structures (scutum) indicating that Antp indeed specifies the second thoracic segment. By ectopic overexpression of the Antp protein the body plan of the fruit fly can be altered in a predictable way.     

由色散材料构成的体心立方晶体的光子能带计算

计算了小球排列构成的体心立方结构的光子带隙性质，小球的介电函数可以是极化激元型或等离子型．虽然在通常的介电材料体心立方结构中并不容易形成光子带隙，但在我们考虑的这两类情况中均发现绝对带隙．本中讨论的光子能带结构是由非常有效的矢量波多重散射方法计算，该方法可以精确地处理介电函数在界面附近的突变．     

模态间气动耦合效应对桥梁抖振的影响

对桥梁抖振的分析传统上均采用单模态叠加SRSS法,但随着桥梁的长大化,模态间气动耦合效应的影响越来越大,在分析中必须加以考虑．有鉴于此,文中采用Scanlan多模态耦合抖振理论,以2自由度弯扭耦合系统为研究对象,通过定义系统的10种不同的传递函数并考察系统传递函数随风速的变化规律,对模态间气动耦合效应进行进一步的研究,揭示了模态间气动耦合的机理和本质．     

瓦斯流动对电磁辐射频谱的影响

制造了大直径密封缸体，建立了瓦斯气体流动及电磁辐射测试的实验系统，用傅里叶变换对不同压力梯度和不同种类瓦斯气体在煤体中流动时电磁辐射的频谱进行了分析。结果表明，瓦斯气体流动产生的电磁辐射频带一般在较低频带，瓦斯流动时电磁辐射的主频带基本随压力梯度的升高而增大。压力梯度越大，瓦斯流动速度越高，对煤体的破坏作用越强，动电效应也越明显，裂隙振荡的频率也越高，从而产生的电磁辐射也越强，频率也越高。