论文部分内容阅读
本文研究的是复杂环境下天线方向图计算，此处的“复杂环赏指的是电大尺寸且形式复杂的平台，例如飞机、军舰等。机载或者舰载天线方向图分析是—个非常现实的工程问题。作为—个工程问题，就会有很多很实际的要求，比如计算的精度、计算速度、算法实现的难度等等。不论飞机或者军舰，这些平台装载的天线很难采用—种单一的算法直接计算(比如MOM、FDTD、FEM等)，往往需要对平台或天线作—些近似处理，并且结合多种算法进行仿真。因此复杂环境中天线方向图的计算根据具体的情况及具体的指标要求，可以分解为多个子问题，而每—个子问题的解决方案也是不尽相同的。因此，针对几种典型的实例，本文给出了不同的解决方案。这些方案所涉及的电磁场数值计算方法主要包括：物理光学方法、几何光学方法、几何绕射理论、一致性几何绕射理论、矩量法、并行算法等等。本文的主要工作可概括如下：
1、介绍了物理光学方法的基本概念，并就物理光学方法的关键问题——积分运算进行了深入细致地讨论。讨论了路德维格积分算法的奇异性问题以及精度控制的问题并给出了解决方案。
2、介绍了几何光学方法、几何绕射理论、一致性几何绕射理论的基本溉念，并以典型部件为例，给出了求场的方法。给出了典型部件的射线寻迹的解析方法，并对二阶射线的寻迹进行了深入的讨论。
3、介绍了基于矩量法的高低频混合方法的概念。并且，根据实际隋况．提出了高低频方法的结合(MOM-UTD，MOM-UTD—PO等)，解决了机载及舰载大型天线以及相控阵天线方向图的计算。
4、引入商业软件，以矢量场作为接口将平台分析与天线分析结合起来计算机载大型天线的方向图。商业软件的引入大大节省了工作量，拓展了应用的范围。
5、介绍了并行算法的基本概念，并且实现了电磁计算方法与并行算法的结合。研究了并行UTD算法、并行PO算法，以及并行MOM-UTD-PO。并对并行算法的性能进行了测试。
本文的工作围绕复杂环境中天线方向图的分析展开，文中的算例也是工程中的典型案例。其解决方案都是针对每个案例的特点，对各个指标“妥协”的结果。所谓的“妥协”是由工程的要求，以及问题的特点决定的。不同的“妥协”方式可能就会有不同方案，并导致不尽相同的结果。因此，没有一种方案对所有问题都是最好的解决之道。