电大三维非均匀介质体散射特性的快速分析

在体积分方程矩量法(VIE-MoM)中,采用多层快速多极子技术(MLFMA)并结合近场预条件技术,快速分析电大尺寸三维非均匀介质目标的电磁散射特性.在实施MLFMA加速技术的基础上,选取系数矩阵中近场耦合元素构造出具有近似对角特征的稀疏化矩阵,对其求逆快速构造预条件因子,用以加快GMRES迭代收敛速度.通过电大尺寸介质平板算例验证了MLFMA计算程序的正确性及其在节省计算时间和内存需求方面的明显效果.对非均匀半球壳介质体和三层非均匀介质平板的RCS进行了计算,采用上述预条件技术,收敛计算效率分别提高了87%和42%.数值结果表明,采用MLFMA结合预条件技术的VIE-MoM,是解决快速分析电大尺寸非均匀介质体散射问题的有效途径.     

一种阵列天线赋形波束综合优化方法

基于前后向矩阵束研究了阵列天线的方向图赋形问题,提出了一种阵列天线赋形波束综合优化方法.在该方法中,首先确定适当的阵元数目,然后再优化设计激励幅度和阵元位置,最后设计出需要的赋形方向图.在此过程中,先由期望方向图的均匀采样数据构造Hankel-Toeplitz矩阵;然后再对它进行奇异值分解,舍弃不重要的奇异值,得到此矩阵的低秩逼近矩阵;最后基于广义特征值分解求得重构阵列的阵元位置和激励.同时,采用特殊的前后向矩阵来约束极点分布,以保证重构赋形波束方向图的精度可控.仿真实例验证了该方法的快速性和有效性.     

一种基于NMF的零水印算法

提出一种基于非负矩阵分解(Non-negative Matrix Factorization, NMF)构造密钥的二值零水印算法.先对载体图像进行NMF变换得到基于部分表示的基矩阵和相应的系数矩阵;再将水印置乱并扩展为系数矩阵的大小,比较相同位置上的二值水印与系数阵元素二进制编码的某个高位面值;当结果相同时,标记其位置在一个空白矩阵中,该矩阵随后作为密钥来检测水印.经过这样处理,水印信息嵌入到系数阵元素的高位面却并没有改变其值,使得嵌入水印图像表现出较好的抗攻击性能.通过与DCT零水印算法的比较实验,证明了本文算法的有效性.     

基于前后向矩阵束方法的赋形波束方向图综合

针对阵列天线的方向图赋形问题,研究了一种基于前后向矩阵束方法(FBMPM)。先确定适当的阵元数目,再优化设计激励幅度和阵元位置,最终设计出需要的赋形方向图。由期望方向图的均匀采样数据构造Hankel-Toeplitz矩阵;然后对它进行奇异值分解,舍弃不重要的奇异值,得到此矩阵的低秩逼近矩阵;最后基于广义特征值分解求得重构阵列的阵元位置和激励。FBMPM采用特殊的前后向矩阵来约束极点分布,保证了重构赋形波束方向图的精度可控。仿真实例证明了方法的快速性和有效性。     

RHS技术在舰载天线优化布局中的应用

针对舰载通信天线布置特性,综合应用典型启发式随机搜索技术(RHS)和数值仿真技术,对传统天线布局方法进行改进.以遗传算法为例,建立其与舰载天线优化布局的两类对应关系:天线优化布置参数与遗传算法特征值的关系;天线优化布置操作与遗传算子的关系.通过矩量法、多目标优化算法和权重系数变化法,对天线优化布局问题进行量化分析,解决了多参数协调控制复杂平台天线优化布局问题.在此基础上构造了一个具有理想导电面的舰船平台,以具体实例验证了理论模型的正确性.最终数值计算结果和试验结果符合较好,表明采用RHS技术获取的天线布局方案优于传统的天线布局方法,且可兼顾精度和效率.     

矩形波导缝隙阵列天线的快速综合算法

矩形波导缝隙阵列天线计算复杂,本文提出一种快速综合算法,充分考虑互耦的影响,并且可以对同相或不同相缝隙电压加权进行综合.首先在有源导纳法的基础上得出一个矩阵方程,互耦的影响和缝隙自身的影响分别可以用方程中的一个矩阵完全表示.分析矩阵的特性后,本文可将对面阵的综合转换为对每条波导上缝隙的综合,大大降低计算量.仿真实例验证了算法的有效性.     

加罩天线阵辐射特性的MoM建模与快速计算

利用表面积分方程(SIE)和矩量法(MoM)对加罩天线阵的辐射特性进行了整体严格建模.通过预条件技术(PT)和快速多极子方法(FMM),明显改善了MoM矩阵方程的性态,降低了计算机内存占用,加速了共轭梯度法(CG)的收敛速度.对几种加罩天线阵进行了数值仿真,分析了天线罩有关参数对天线阵辐射特性的影响.结果表明,天线罩的介电常数、尺寸、形状等参数对天线阵辐射特性有显著影响.     

一种用于计算矢量有限元方程组的不完全分解预处理方法

提出一种不完全分解预处理方法,并结合迭代法计算矢量有限元方程组。预处理方法采用基于拓展乔里斯基分解的多波前法对有限元方程组的系数矩阵进行分解和更新,并采用基本线性代数系统库函数计算稠密矩阵乘来保证算法内层循环的高效率。该预处理算法在对系数矩阵进行数值分解前引入缩放矩阵以改善矩阵条件数。针对有限元方程组系数矩阵稀疏或部分稀疏的特性,提出一种新的舍弃策略以保证不完全分解的精度和提高预条件子的构造时间。通过与直接法对比,从时间花费与内存占用两方面,分析了该算法的计算性能。理论和数值实验表明,提出的预处理方法能大大减少计算时间与分解过程所占用的内存,同时保证了计算的准确性和有效性。     

解(1,1)块不定鞍点问题的预条件分裂方法(英文)

提出了一类吉尔-默里强迫正定的预条件方法,该方法是使一个对称不定矩阵强迫分裂出一个正定矩阵,然后用该分裂方法构造一个迭代方法用于求解在系数矩阵中(1,1)块为不定的鞍点问题,在合适的条件下,证明了新的预条件迭代法的收敛性,最后,数值算例表明新预条件方法具有的收敛性。     

解(1,1)块不定鞍点问题的预条件分裂方法

提出了一类吉尔-默里强迫正定的预条件方法,该方法是使一个对称不定矩阵强迫分裂出一个正定矩阵,然后用该分裂方法构造一个迭代方法用于求解在系数矩阵中(1,1)块为不定的鞍点问题,在合适的条件下,证明了新的预条件迭代法的收敛性,最后,数值算例表明新预条件方法具有的收敛性。
     

复杂电大平台天线EMC问题的并行FDTD分析

为了对复杂电大平台天线EMC（electronic—magnetic compacity,电磁兼容）问题进行分析,提出基于MPI编程环境的并行FDTD算法．通过区域分割技术将计算区域分成子区域进行计算,实现了计算资源的扩展和计算时间的缩减．天线隔离度的分析中,FDTD作为时域方法,通过傅里叶变换可快速求解,避免了扫频计算的复杂性．数值结果表明,这种方法可以对复杂电大平台天线方向图和隔离度进行准确、快速地计算．     

细线天线的瞬态响应特性的研究

利用FDTD（时域有限差分方法）对多根细线天线的瞬态响应特性进行了数值模拟。分析了其他细线天线的存在对馈源为电磁脉冲的细线天线辐射特性的影响以及对入射波为电磁脉冲时细线天线中心电流响应特性的影响。指出了MIMO（多输入多输出）技术在超宽带领域应用时,天线之间的距离所应当满足的条件。     

环焦副面散射的复射线分析

以复源点所产生的高斯波束场来模拟高效率馈源ＨＥ＾－１１口径的辐射，馈源辐射近区内环焦副反射面的散射场可由复射线追踪法求得。作者在该文中给出馈泊位置及馈电方向沁定量通用的费马原理表达式及散射场表达式，通过数值计算给出散射场分布结果。这一方法可用于环焦天线的分析与优化设计。     

电大尺寸导带二维散射的快速矩量法解

用矩量法（MOM）、预条件共轭梯度法（PCG）和快速傅里叶变换（FFT）的混合技术分析了电大尺寸导二维散射问题,该方法以等效电流作为未知函数建立积分方程或积－微分方程,然后通过矩量法获得一个线性方程组,用预条件共轭梯度法与快速傅里叶变换的结合算法（PCGFFT）来求解这个线性方程组,其中采用了T．Chan优化循环预条件器,该混合技术降低了对计算机内存的需求,加了算法的迭代速度,且增强了算法的收敛性。     

基于测试不变性方程的矩阵分解技术在相控阵天线分析与设计中的应用

将MDMEI引入平面相控阵天线的分析与设计算法之中,通过选择适当的测试函数(Metrons),成功地实现了矩阵方程中满系数矩阵的分解与高度稀疏化,其稀疏率不超过4.1%.方向图的数值计算结果表明,除H平面极远区个别副瓣以外,MDMEI结果具有良好的精度.该技术可以显著提高相控天线的优化设计效率.     

基于不同积分方程的线天线矩量法分析

首先扼要地阐述矩量法(MoM)分析天线的一般概念和基本思想,然后分别采用 3种不同的积分方程对线天线进行矩量法分析,并与解析计算结果进行比较,两者的一致性说明了计算结果的正确性。     

小型化蝶形微带天线的全波分析

采用矩量法分析了蝶形微带贴片天线,可用于比较准确地预测这类微带贴片天线的输入阻抗,谐振频率和方向图,根据该天线的特定形状,采用全域基和脉冲基相结合的基函数,同时采用渐进抽取方法处理求解过程中遇到的奇异函数积分,将两维无限积分化为一维有限积分,从而大大缩短了计算时间,通过本程序得到的计算结果和实验结果比较一致,数值结果也表明,这种蝶形天线是比较普通矩形微带贴片天线面积小很多的一种小型化设计。     

求解复系数线性方程组的实域WZ算法

证明了复矩阵进行LR分解和转化的实矩阵进行WZ分解是等价的，得到了计算复系数线性方程组的一种新并行方法——实域WZ方法．给出的算例表明，该算法具有较高的计算精度。     

一类涡流控制问题的新的预处理子

构造了一类多调和涡流最优化控制问题(MECOC)的新的预处理子.结合新的预处理子对系数矩阵进行预处理后使用Krylov子空间方法,如GMRES方法求解,并分析了预处理矩阵的特征值分布情况.数值实验验证了理论结果的正确性,并说明了新的预处理子的有效性.     

矩量法结合渐近波形估计分析对数周期天线

应用渐近波形估计技术与矩量法相结合,分析了一种对数周期天线的电气特性。采用这种方法可以在很宽的频带中只取少量频点利用矩量法计算,再在整个频带进行Pade逼近就可获得天线的频率特性。从而节省了分析电磁问题时的计算时间和内存要求。采用这个方法与矩量法算出的结果进行了比较,它们之间良好的一致说明了本方法的正确性和有效性。