舰载大型天线阵列的MoM-UTD联合计算

摘要

舰载大型相控阵天线的仿真计算一直是计算电磁领域研究的难点和热点之一。如何能够在少量的计算机硬件资源基础下，快速高效的求解电大尺寸目标的电磁特性变得尤为重要。本文采用高阶矩量法（Higher-Order MoM）与一致性几何绕射理论（UTD）相混合的算法，解决了传统MoM-UTD混合算法计算能力不足，精度不高的问题，在工程上实现了舰载大型相控阵天线的快速、高效计算。
　　本研究主要内容包括：⑴研究了有厚度介质板的透射射线寻迹与平行棱边的绕射-绕射射线寻迹，给出了相应的解析公式，在寻迹精度与效率上都大大优于数值搜索的寻迹方法。⑵传统UTD方法处理天线时，一般将天线整体作为点源，但由于大型天线阵的实际尺寸已经很大，再将其等效为点源进行计算，在精度上会产生比较大的损失；另一方面，RWG Mo M受到计算能力的限制，难以高效地求解大规模阵列天线。针对这些问题，论文采用Higher-Order MoM分析大型天线阵列，在考虑单元间互偶的情况下，将阵列天线的每个单元作为UTD算法的源进行寻迹和计算，同时对Higher-Order MoM与UTD之间的矢量场接口进行了研究，形成了Higher-Order MoM-UTD混合方法。通过对典型散射体旁边的大型阵列天线实例的计算表明，本方法的精度明显优于传统方法。⑶针对舰载大型相控阵天线的计算问题，采用本文研究的 Higher-Order MoM-UTD方法进行仿真计算。在满足一定工程精度的前提下，实现了舰载大型阵列的快速、高效计算，得到了满足工程要求的计算结果。

目录

声明

插图索引

表格索引

符号对照表

缩略语对照表

第一章 绪论

1.1 研究背景和意义

1.2 国内外研究现状

1.3 本文研究内容和结构安排

第二章 一致性几何绕射理论

2.1基本原理

2.2射线寻迹

2.4 射线基坐标系

2.5场值计算

2.6 本章小结

第三章 MoM-UTD方法

3.1 RWG MoM-UTD算法

3.2 等效惠更斯面法

3.3 Higher-Order MoM-UTD算法

3.4本章小结

第四章 Higher-Order MoM-UTD算法计算实例

4.1 对称振子阵列

4.2 微带阵列

4.3 本章小结

第五章 总结

5.1 全文工作总结

5.2 下一步研究方向

致谢

参考文献

作者简介