MRTD和高阶FDTD算法的数值色散特性的分析

时域多分辨分析（MRTD）算法和高阶时域有限差分法（HO-FDTD）是目前解决电大尺寸电磁结构仿真的有效手段。导出了基于Daubechies小波尺度函数的MRTD算法和HO-FDTD算法的通用差分公式和数值色散方程，并详细讨论了空间步长、时间步长以及电磁波传播方向对二者数值色散误差的影响。结果证明，MRTD算法与HO-FDTD算法非常相似，但HO-FDTD算法的数值色散特性优干具有相同展开项个数的MRTD算法。     

小波技术在时域有限差分法中的应用

在时域有限差分法(FDTD)中利用小波变换技术进行数据压缩,提高了计算效率,同时节省计算存储空间。利用小波分解对惠更斯表面的时域切向场分布进行分解,存储经过阈值量化后的小波系数达到压缩编码的目的。在FDTD近场计算结束后,利用小波重构所得到的惠更斯表面的时域切向场分布进行近—远场变换计算散射场。结合小波变换的FDTD法计算缝隙金属平板的散射场的数值实验结果说明该方法的有效性。     

改进分辨矩阵下的增量式条件属性约简算法

通过分析现有分辨矩阵的不足,给出了基于条件熵的分辨矩阵定义,以得到不一致决策信息系统下的合理条件属性约简结果.基于改进分辨矩阵的定义,提出了相应的条件属性约简算法,并证明了其约简为不同于代数观点下的约简,而与信息观点下的约简相同.进一步,对该改进分辨矩阵做进一步修正,提出了一个增量式条件属性约简算法.实验结果表明:所提出的改进分辨矩阵下的条件约简算法总体上优于同类求解算法,而其增量条件约简算法能够获得稳定可靠的约简结果,同时约简效率得到较大的提高.     

数值积分的神经网络算法研究

提出一种求解数值积分的新方法,其基本思想是训练傅立叶基神经网络来逼近被积函数以实现定积分的数值计算.为保证算法的收敛性,提出并证明了神经网络算法的收敛性定理,为学习率的选取提供依据.本算法计算精度较高,对被积函数要求较低,适应性强,并可以计算振荡函数的积分.数值积分算例验证了本算法的有效性,因此在工程实际中有较大的应用价值.     

基于相对分辨能力的属性约简算法

在粗糙集理论中,分辨能力反映拥有知识的多少;为此,给出分辨能力相关概念、性质和计算方法,并提出基于相对分辨能力的约简定义,同时研究该约简定义与Hu差别矩阵约简之间的等价性,指出Hu差别矩阵约简可由相对分辨能力约简获得.为了进一步提高求解效率,通过减少约简过程中基数排序次数来提升效率,设计了相对分辨能力的约简算法,其时间复杂度为O(|C|~2|U|).实例分析和UcI中数据集的实验比较表明所提出的约简算法是有效的、可行的.     

奇异线性二次型微分鞍点对策的小波逼近解法

研究广义状态系统中线性二次型微分对策鞍点策略的数值求解问题。基于小波多尺度多分辨逼近特性 ,提出了一种数值求解新方法。该法基于Daubechies小波的优良性质 ,特别是将Daubechies小波基的积分运算矩阵、乘积矩阵和快速离散小波变换系数矩阵应用于原问题的主要方程 ,将原问题转化为矩阵代数优化问题 ,避免直接计算耦合Riccati微分方程。算法简洁明了 ,适合于计算机求解。实例计算结果显示 ,该算法是可行的     

基于FDTD的天线远场快速算法

将FDTD法与二维离散余弦变换（2D-DCT）递归算法相结合计算天线远场,大幅提高了计算效率并降低了计算存储空间。采用2D-DCT递归算法对近场数据进行压缩,得到失真度较小的重构场,并用该重构场计算天线远场,数值仿真角反射器天线所得到的结果与实验测量结果吻合良好,说明该方法的有效性。     

不完备决策系统中规则提取的快速矩阵算法

提出了广义决策的不可分辨关系及其不可分辨类、联合决策相容矩阵等概念以及不完备决策系统中基于联合决策相容矩阵的约简和规则提取的快速矩阵算法.将条件属性相容矩阵和决策属性分配决策矩阵合并到一个矩阵中,大大减少了矩阵生成过程的比较次数,有效的提高了算法的效率.通过一个实例,说明了算法的执行过程;算法复杂度分析以及相应的对比实验,进一步说明了该方法的有效性.     

基于项目集格及位图索引的频繁项目集发现算法

以格论及位图索引技术为基础给出了一个新的频繁项目集发现算法.1)该算法利用有向图进行一次性数据预处理,在预处理过程中将数据库预先存贮为每个结点都用一个域来记录其支持度的项目集格,从而把复杂的频繁项目集的发现问题转化为图搜索问题,提高了频繁项目集发现过程的效率.2) 支持度计算是关联规则发现中I/O及计算开销都非常大,算法引入了位图索引技术,提高了项目集支持度的计算速度.存储完整位图需要较大空间,针对该问题算法对位图进行了分块管理并对其进行了有效的编码压缩;不仅可以有效地对原始位图进行有效压缩,另外也可以在较大程度上提高支持度的计算效率.最后,对算法进行了计算实验与分析.     

三维局部多层快速多极子算法

为了进一步加速多层快速多极子算法求解电大尺寸目标电磁散射,提出了一种基于局部耦合技术计算矩阵矢量相乘的多层快速多极子方法。通过在迭代过程中设置与迭代误差相关的最初层,每次迭代仅仅需要考虑局部的耦合区域。该方法在保证合理计算精度的同时大大降低了迭代过程中矩阵矢量相乘的计算复杂度,提高了多层快速多极子方法计算效率。数值结果说明了所提方法的有效性。     

基于时域有限差分方法求解薛定谔方程

时域有限差分(finite difference time domain, FDTD)方法广泛应用于电磁场仿真领域,并与量子力学理论相结合来求解时域薛定谔方程,然而数值计算中的稳定性研究缺少理论方面的探讨。基于冯·诺依曼的稳定性分析方法得到了时域薛定谔方程的一维以及多维的稳定性条件,并且讨论了在不同势能情况下该稳定性条件的表现形式。数值结果充分证明了结论的正确性。     

Efficient analysis of dielectric radomes using multilevel fast multipole algorithm with CRWG basis

A full-wave analysis of the electromagnetic problem of a three-dimensional （3-D） antenna radiating through a 3-D dielectric radome is preserued. The problem is formulated using the Poggio-Miller-Chang-Harrington- Wu（PMCHW） approach for homogeneous dielectric objects and the electric field integral equation for conducting objects. The integral equations are discretized by the method of moment （MoM）, in which the conducting and dielectric surface/interfaces are represented by curvilinear triangular patches and the unknown equivalent electric and magnetic currents are expanded using curvilinear RWG basis functions. The resultant matrix equation is then solved by the multilevel fast multipole algorithm （MLFMA） and fast far-field approximation （FAFFA） is used to further accelerate the computation. The radiation patterns of dipole arrays in the presence of radomes are presented. The numerical results demonstrate the accuracy and versatility of this method.     

电磁跟踪系统磁场畸变规律数值模拟及校正方法

电磁跟踪系统参数定位精度易受工作环境中金属物体的影响。为了研究由于金属干扰导致电磁跟踪系统空间磁场的畸变规律,采用基于消息传递模式的网络并行计算系统和区域分割技术实现了并行时域有限差分算法。引入快速傅里叶变换算法,克服了系统激励源频率较低难以模拟的困难。通过对磁场畸变规律的研究,引入误差校正矩阵,通过修正发射矩阵进而校正磁场畸变引起的目标参数定位误差。采用正交多项式拟合的算法求解误差校正矩阵,数值模拟结果验证了校正方法的正确性,可以明显提高磁场畸变时系统参数的定位精度。磁场畸变规律的数值模拟,降低了系统实时数据采集的工作量,提高了系统校正方法检验的快速性。     

计算Sommerfeld型积分远场近似的新方法

快速准确地计算分层导电媒质中的偶极子产生的电磁场一直受到人们的重视。这个问题一般都涉及到Ｓｏｍｍｅｒｆｅｌｄ型积分的计算。本文介绍一种计算Ｓｏｍｍｅｒｆｅｌｄ型积分的远场近似的新方法，并给出其误差分析。采用该方法，结合复镜像理论，快速方便地得出了三层导电媒质中环天线远区场强的解析表达式，与用其它方法得到的结果完全一致。     

全捷联被动雷达末制导系统设计

为解决全捷联被动雷达导引头大测量误差下的精确制导问题,从实际工程应用角度出发,对全捷联被动雷达末制导系统进行了研究。首先,建立了全捷联被动雷达导引头模型。其次,针对系统非线性、滤波稳定性、计算量及制导与姿态控制的耦合问题,提出了基于容积卡尔曼滤波(cubature Kalman filter, CKF)的制导信息提取、滑模变结构制导、三回路过载驾驶仪等算法相结合的末制导系统方案。最后,结合反辐射导弹应用场景,建立全系统仿真模型进行方案验证。结果表明,所设计的末制导系统对静止目标的打击精度为2 m,对于15 m/s以内的慢速移动目标,也具有较好的适应能力,落点圆概率误差(circular error probability, CEP)可以达到10 m左右。     

基于重叠型区域分解的时域积分方程法

时域平面波算法可以降低时域积分方程的计算复杂度以及内存消耗,但是时域积分方程的阻抗矩阵的近场部分元素无法减少,内存消耗依然很大。提出了利用重叠型区域分解法降低时域积分方程的内存需求,通过采取划分子区域,利用特征基函数法降低阻抗矩阵规模的方法,降低了内存消耗。数值算例验证了重叠型区域分解法结合时域积分方程能有效地用于瞬态电磁散射问题的分析。     

电子设备贯通导线的电磁耦合时域分析算法

目前,应用于电子设备贯通导线电磁耦合分析的数值算法仍比较缺乏。基于时域有限差分(finite difference time domain, FDTD)方法和传输线方程,并结合诺顿定理,提出了一种高效的时域混合算法,用于解决电磁波作用于电子设备贯通导线的电磁耦合问题。首先,将贯通导线按照电子设备屏蔽腔结构分解为内、外传输线。然后,采用FDTD方法结合传输线方程,构建内外传输线的电磁耦合模型,并求得内外传输线上的瞬态响应。最后,根据诺顿定理建立贯通导线的等效电路模型,解决内外传输线之间的阻抗不匹配问题,并实现干扰信号在贯通导线上的来回传输。采用该时域混合算法,对电磁波作用自由空间和屏蔽腔内电子设备贯通导线的电磁耦合进行数值模拟,并与传统FDTD方法进行比较,验证了算法的正确性和高效性。     

典型植被的高效电磁全波分析方法研究

(地物的电磁散射特性一直以来在遥感、探测、反隐身等领域具有重要的应用价值。由于地物类型繁多且分布不均匀, 随着计算场景的扩大, 理论模型变的越来越复杂, 计算量也会直线上升。在这种情况下, 现有计算平台和建模能力不足以模拟并准确地得到场景环境较大时典型地物的电磁散射特性, 导致理论模型的预测值与实验测量数据相差甚远。因此, 急需建立一种高效的全波电磁分析方法, 从而能够精确、高效地分析典型地物的电磁散射特性, 为实际大型地面场景特性仿真提供模型与理论支撑。)本文建立了求解TDS、介质的混合积分方程, 采用周期格林函数技术, 实现大场景下典型植被的雷达散射截面积快速计算。     

On the Use of Wavelet MoM to Solve the EFIE

ＯｎｔｈｅＵｓｅｏｆＷａｖｅｌｅｔＭｏＭｔｏＳｏｌｖｅｔｈｅＥＦＩＥＺｈｏｕＱｕｎ，ＰｅｎｇＹｕｈｕａ，ＷａｎｇＷｅｎｂｉｎｇ＆ＸｉａｏＹａｎｍｉｎｇＴｈｅＭｉｃｒｏｗａｖｅＥｎｇｉｎｅｒｉｎｇａｎｄＯｐｔｉｃａｌＣｏｍｍｕｎｉｃａｔｉｏｎＩｎｓｔｉ...