矩量法

摘要： 电缆作为日常生活中最常用的信号传输通道之一,对其串扰问题的研究十分必要。针对多条屏蔽电缆平行分布等复杂环境下的串扰问题,提出一种结合多端口网络理论及矩量法的电缆串扰问题分析方法。首先给出改进的屏蔽电缆线间串扰多端口网络模型,然后采用矩量法提取分布参数,用多点划分的方法做奇异性处理,同时运用虚拟节点理论来将分布参数转化为模型的传输函数。最后运用上述模型和算法对不同高度、不同间距及不同接地方式下的电缆间串扰耦合系数进行仿真计算。通过与实际测试值以及其他方法的仿真结果进行对比,验证了本文提出的方法在分析电缆串扰问题时具有较好的精确性。

摘要： 针对预修正快速傅里叶变换(P-FFT)方法的近场矩阵填充速度和效率不高的问题,利用快速填充技术减少近场矩阵的计算时间,分析电大目标的电磁特性。采用预修正快速傅里叶变换方法,不仅能够减少存储需求,而且能够加快远场的矩阵矢量积。重点研究了基于三角形配对的快速填充方法,通过提取基函数测试配对积分过程中的共享积分部分,对近场矩阵元素进行填充,提高了计算效率。数值结果表明,基于三角形配对的预修正快速傅里叶变换方法可以减少近场部分的计算时间,从而提高算法的效率。

摘要： 特定性能的类周期电磁金属阵列已成功应用于多种类型的电磁器件中,以实现其电磁辐射或散射性能的提升设计。类周期电磁金属阵列可描述为由多个相似形状的电磁金属单元按照特定的布局形式组合形成。布局形式由阵列的布局参数确定,通常包括每个单元的尺寸、转角以及位置参数。布局参数往往规模较大且相互独立,需要经过设计优化以满足阵列的性能要求。利用灵敏度信息可以加速设计优化,但基于差分法的灵敏度分析的计算量往往较大,特别是对于类周期电磁金属阵列的布局设计问题。提出一种基于坐标映射的类周期电磁金属阵列布局设计的灵敏度分析方法,其核心思想是,通过构建基于坐标映射的电流场基函数模型,由虚拟的单元映射出参数化的类周期电磁金属阵列布局形式,将阵列域的电磁性能变换为在虚拟的单元域内进行求解,以实现类周期电磁金属阵列的快速参数化建模及阵列布局设计的灵敏度分析。典型数值算例验证了该方法的有效性。结果表明,提出的方法能够准确得到类周期电磁金属阵列布局设计的灵敏度信息,且与传统的差分法相比求解效率有大幅提升。

摘要： 基于保护蓄电池式地下铲运机内部敏感元件的角度,对蓄电池式地下铲运机的电磁辐射干扰产生情况进行分析和研究。本文以某型号蓄电池式电动铲运机的动力电池为电磁辐射干扰源,利用矩量法仿真计算该电动铲运机动力电池造成的电磁辐射干扰情况,最后初步认定动力电池组存在的电磁辐射干扰情况需要得到抑制。

摘要： 针对航空近程导航系统受到复杂电磁环境干扰的实际问题,研究特高压电力输送设施对中波导航系统造成的无源干扰影响。使用电磁学矩量法仿真分析软件,建立特高压输电设施模型以及中波天线模型。采用控制变量的方法,仿真特高压输电设施无源时,电塔数目、电塔与天线的距离对中波天线方向图的影响。另外仿真了中波天线在不同频率时受特高压输电设施无源干扰的影响。结果显示,电塔与天线距离越远,输电线路对中波导航信号的无源干扰越小,而增益的数值越大;塔杆数量越多,天线方向性图的畸变形状趋于稳定,呈现随输电线路方向延伸的趋势。中波导航天线在不同的工作频率下受到输电塔的无源干扰程度随着频率的增加会加重,方向性图也越复杂。研究结果为制定机场中波导航台站抗电磁干扰应对措施提供了依据与参考。

摘要： 针对传统电磁求解器存在计算速度慢、内存消耗大的难题,提出了一种基于自适应矩估计(adaptive moment estimation,Adam)的矩阵方程快速求解方法,用于提升矩量法的仿真效率,并结合相位提取基函数实现对电大目标的快速电磁仿真。数值算例表明:Adam能够实现矩阵方程的准确求解,且计算效率可得到较大提升。

摘要： 针对实际多导体传输线结构中不同线缆导体之间处于非平行分布状态的几何特征,讨论了基于传输线模型和分布参数模型构建的线缆电磁耦合模型,通过对每个线缆网格分别进行分布参数提取和代入到传输线模型中计算,实现将线缆电磁耦合模型应用到非平行线缆结构电磁耦合计算.以实际线缆单元结构为对象,将所提模型的计算结果分别与全波算法计算结果和实验结果对比,完成了非平行线缆电磁耦合模型的准确性验证.在完成准确性验证的基础上,对比分析了平行线缆和非平行线缆两种结构的电磁耦合响应结果,展示了线缆非平行结构特征对实际线缆电磁耦合响应的显著影响,证实了在实际线缆电磁耦合仿真中必须考虑非平行线缆结构特征的影响.

摘要： 为了研究深粗糙度随机粗糙表面的光散射现象,采用线性滤波法生成高斯分布随机粗糙表面,利用矩量法推导了深粗糙度表面的散射光平均差分散射系数。通过数值计算波长为1.064μm的S和P线偏振入射光照射下的多组良导体表面的平均差分散射系数,发现结果出现了后向增强峰值和朗伯散射现象。根据散射宽度分布、后向增强峰值、散射峰位置等特征,分析了入射角、表面粗糙度与散射分布之间的关系。结果表明,S和P线偏振入射光良导体表面散射场能量守恒特性不同。

摘要： 源重构近远场变换方法在天线测量、天线诊断以及成像等方面的应用越来越多.该方法将待测天线的近场分布等效为包围待测天线的一个平面上的磁流作用,从而进行近远场变换,但现有源重构方法由于没有合适的探头补偿算法而精度较低.对此,首先根据互易定理给出等效磁流和探头接收信号之间的积分方程;然后用矩量法将其转化为矩阵方程,并求解出磁流分布;最后得到待测天线的方向图.波导探头测量喇叭天线的例子表明:所提方法得到的方向图的均方根误差仅为现有无补偿方法方向图均方根误差的1/3,该探头补偿算法准确有效.

摘要： 随着5G等无线通信技术的发展和应用,无线通信设备的高性能、微型化、低成本、便于设计等亮点受到了越来越广泛的关注.滤波器是无线通信系统的重要构成部分之一,其性能的优劣很大程度上决定了通信系统的工作性能.平行耦合微带滤波器具有体积小、光刻处理简单、成本低、精度高、易于集成、工作频率范围宽等优点.基于平行耦合微带线理论,设计了一款微带带通滤波器.该滤波器通带范围:f=3.0～3.1 GHz,频率通带带内插损<1 dB.使用ADS2008微波仿真软件对其进行了仿真与优化.仿真结果表明:该方法与传统的设计方法相比,不但可以大量减少工作量,缩短设计周期,并且能提高器件的准确性与稳定性.

摘要： 随着问题的规模不断变大,矩量法矩阵填充和方程求解所需时间也增大.解决该问题的办法之一是开发基于并发处理的矩量法程序.本文提出了一种新型的矩量法并行实现方法.在共享存储的并行环境下,该方法采用棋盘状的并行策略对基于HRWG基函数的一个矩阵快速分块填充方法实现并行化的填充,基于分块的填充方法实现CGS迭代求解中矩阵向量积的并行化.此外,该方法被用于数值测试,数值结果说明该方法具有较高的并行效率.

摘要： 八木宇田天线是一种常用的天线形式,是由一个有源振子、一个无源反射器和若干个无源引向器平行排列而成的端射式天线.矩量法是一种数值求解的方法,矩量法既适用于求解积分方程,又适用于求解微分方程.本文首先推导了单根天线的矩量法电磁场方程,得到了单根天线的电磁场分布模型;然后使用MATLAB求解得到了半波振子的电流分布、E面方向图和H面方向图;采用连续分段的方法对阵列天线进行了求解,得到了八木宇田天线的电流分布和八木天线E面方向图与H面方向图.

摘要： 本论文首先介绍了电磁场问题求解的方法,并对矩量法进行了重点描述.其次是以助力泵储液罐指示灯故障为研究对象,运用基于矩量法的电磁兼容仿真软件Feko对蓄电池线束、金属车身、辐射源等细节进行仿真建模,提取指示灯场点位置的电场、磁场随频率变化的关系,还研究了车身表面的感应电流,远场辐射信息.

摘要： 矩量法(MoM)与物理光学方法(PO)混合时,需要准确快速地判断PO区域在点光源照射下的亮区和暗区,为此需要构造一种高效率的遮挡消隐算法.传统的遮挡消隐算法是判断每两个三角形之间是否遮挡,需要耗费大量时间.本文对基于计算机图形学中的Z-buffer算法进行了改进.通过对比模型三角面片被遮挡的面积比,在保证精度情况下判断三角面片是否遮挡,并利用包围盒作为投影背景平面降低内存用量.经数值实验测试,这种算法在保证精度的前提下,相比传统Z-buffer算法计算速度有了较大提升,内存使用量也相应减少很多.

摘要： 由于可以解析逼近索末菲积分,离散复镜像法被广泛用于层状媒质中格林函数的快速计算.最新提出的多级路径离散复镜像法虽然提升了精度和适用范围,也使复镜像数目大大增加.本文结合海洋的介电特性,分析了在不同空域距离和不同介电参数的条件下,如何减小复镜像数目且保证逼近精度,以提高矩量法的计算效率.该分析对海洋背景下的目标电磁散射特性研究具有很好的理论指导意义.

摘要： 处于阵列环境中的天线单元由于受到其他单元互耦的影响,端口匹配情况可能会发生变化.采用矩量法(MOM)分析天线阵列时,传统馈源模型利用天线端口总电压作为矩阵方程的右端激励项.当互耦很强时,传统的馈源模型与实际激励情况脱节.因此采用电场积分方程(EFIE),提出一种以实际输入电压作为激励的一体化馈源模型.实验证明,该方法不仅能精确分析各个天线的实际端口匹配及辐射情况,同时能指导天线阵列的优化设计,具有高的利用价值.

摘要： 本文运用矩量法对偶极子阵列天线间的互耦效应进行了分析和计算.以均匀八单元直线阵为研究对象,运用矩量法建立相应的阵列天线模型,导出计算公式,并通过仿真研究天线阵的互耦效应,分析了互耦对各阵元电流分布和远场方向图的影响.为阵列天线的设计提供一定的依据和借鉴.

摘要： 本文通过矩量法对双层粗糙地面及地下埋藏PEC金属管线模型进行雷达散射截面分析.首先采用谱FFT以及Box-Muller方法对粗糙地面下金属管线进行建模,构造表面积分方程,并经过基函数展开表面电磁流以及冲激函数测试得到线性方程组,完成以锥形波作为入射波的双站雷达散射截面计算结果.仿真结果表明,运用矩量法可以精确的实现粗糙地面下金属管线的电磁散射特性分析.

摘要： 为了预测计算典型城市住宅小区的电磁分布,采用有耗介质劈的UTD算法结合MOM来实现;在UTD算法中,天线被等效为一个点源处理,考虑到大范围区域的UTD射线寻迹十分耗时,所以,以天线的几何中心近似为天线的相位中心作为UTD的源进行射线寻迹,反射点和绕射点处的入射场直接由MOM计算天线近场点电磁场值得到.根据有耗媒质的菲涅尔反射系数以及本文发展采用的有耗介质劈的绕射系数求解公式,从而求得反射场和绕射场;再进行场叠加,进而可求解出任意场点的场值;最后根据此方法,计算了某高校住宅小区的电磁分布.

摘要： 为了预测计算典型城市住宅小区的电磁分布,采用有耗介质劈的UTD算法结合MOM来实现;在UTD算法中,天线被等效为一个点源处理,考虑到大范围区域的UTD射线寻迹十分耗时,所以,以天线的几何中心近似为天线的相位中心作为UTD的源进行射线寻迹,反射点和绕射点处的入射场直接由MOM计算天线近场点电磁场值得到.根据有耗媒质的菲涅尔反射系数以及本文发展采用的有耗介质劈的绕射系数求解公式,从而求得反射场和绕射场;再进行场叠加,进而可求解出任意场点的场值;最后根据此方法,计算了某高校住宅小区的电磁分布.

摘要： 本公开提供一种基于二维矩量法和射线追迹法的透镜高效仿真、优化方法，包括：步骤S1：仿真分析标准透镜聚焦效果；步骤S2：采用射线追迹法优化透镜曲线；以及步骤S3：采用二维矩量法仿真分析验证标准透镜的聚焦效果；所述步骤S1包括如下子步骤：步骤S11：高斯波束的二维化处理；以及步骤S12：矩量法仿真分析介质透镜。所述基于二维矩量法和射线追迹法的透镜高效仿真、优化方法能够有效提高透镜仿真、优化设计的效率。

摘要： 本发明公开了一种适用于矩量法的参数化曲线建模、网格生成系统和方法，系统包括：曲线建模模块：用于根据曲线自身属性进行建模；所述曲线自身属性包括有公式表征的和无公式表征的；线模型保存模块：用于将建模过程中的包括曲线阶数、参数范围、参数样本点、控制坐标点在内的曲线模型数据按照几何模型格式进行保存；线模型剖分模块：用于将参数空间按照线性等分成K+1份，得到包括生成曲线网络模型顶点的坐标和生成曲线连接单元的用于构成线模型的剖分网络模型；矩量法电磁计算模块。本发明可以有效克服以下几种情况：（1）细线结构网格的连续性问题；（2）细线结构网格的剖分密度控制问题；（3）细线结构模型的阶数控制问题。

摘要： 本发明公开了一种适用于矩量法的点快速匹配方法，包括以下步骤：S1.从nastran网格文件中读取模型的点列表[Pn]Nnode和点连接列表形成面元列表[Elem]Nelem，并生成模型视图；S2.用户操作模型视图进行旋转、平移、放大/缩小、还原操作，修改当前屏幕显示区域的坐标轴、坐标范围和屏幕左上角坐标，触发点匹配前的初始化流程；S3.用户开启鼠标在模型上的点匹配模式；S4.用户循环匹配模型中的N个点，形成匹配点列表[Ptrack]N；S5.用户关闭点匹配模式；S6.循环执行步骤S2～S5直到完成模型中所有点的快速匹配为止，收集所有的匹配点，形成[Ptrack]N′。本发明有效提高了面元网格中点匹配的速度和准确性。

摘要： 本发明公开了一种基于高阶矩量法与投影的频选天线罩建模方法，其实现方案为：生成与待建模天线罩对应的初始天线罩罩体，生成一个频率选择表面单元，构建符合高阶矩量法要求的频率选择表面单元模型，将频率选择表面单元模型周期性排布成矩形阵列，再将频率选择表面阵列投影至初始天线罩曲面，最终得到频选天线罩。本发明通过构建符合高阶矩量法要求的频率选择表面单元模型，将频率选择表面单元模型周期性排布成矩形阵列，可以大幅减少网格量，将频率选择表面阵列投影至初始天线罩曲面，可实现复杂曲面频选天线罩的建模。

摘要： 本发明公开了一种适用于矩量法后处理的天线方向图可视化方法，包括以下步骤：S1.建立天线模型，并指定天线的激励；S2.确定矩量法计算所需的系统矩阵、右侧向量；S3.建立球面角度二维网格S4.利用矩量法后处理得到网格顶点上的角度的天线垂直极化方向水平极化方向合成总场的远场方向性数据，记为和够成的方向性数据列表为S5.对天线方向性数据的可视化处理。本发明能够满足不同应用场合下天线方向图显示大小与平台、模型显示大小的匹配，天线的波瓣图的几何测量直到直观的显示作用。

摘要： 本发明公开了一种适用于矩量法的参数化曲面建模、网格生成系统和方法，系统包括：曲面建模模块：用于根据曲面自身属性进行u维度和v维度的建模；所述曲面自身属性包括有公式表征的和无公式表征的；曲面模型保存模块：用于将建模过程中的包括控制阶数、控制点坐标在内的曲面模型数据进行保存；曲面模型剖分模块：用于通过设置控制阶数，重新提取控制点坐标，得到u维度和v维度的矩形网格并转化为三角形网格，提取三角形网格得到面模型的剖分网格模型；矩量法电磁计算模块：用于通过矩量法将面模型转换成系统矩阵。本发明可以有效克服：面结构网格的连续性问题,面结构网格的剖分密度控制问题等。

摘要： 本发明提出了一种基于矩量法的天线非规则波端口建模与方向图求解方法，实现步骤包括：1)对天线模型波端口电磁场平面进行网格划分；2)确定不同类型天线的波端口满足的电磁场模式；3)确定天线波端口符合的方程；4)获取天线波端口符合的方程中算子L的近似差分格式；5)采用矩量法求解天线波端口面满足的方程；6)获取天线波端口模式的求解结果；7)求解天线辐射方向图。本发明将求解波端口模式的二维矩量法与求解天线方向图的三维矩量法相结合，将矩量法的波端口模型适用范围由规则波导拓宽到非规则波导，解决了现有技术中波端口建模能力不足、适用范围有限的问题，并将其用于解决实际工程问题。

摘要： 本公开提供一种基于二维矩量法和射线追迹法的透镜高效仿真、优化方法，包括：步骤S1：仿真分析标准透镜聚焦效果；步骤S2：采用射线追迹法优化透镜曲线；以及步骤S3：采用二维矩量法仿真分析验证标准透镜的聚焦效果；所述步骤S1包括如下子步骤：步骤S11：高斯波束的二维化处理；以及步骤S12：矩量法仿真分析介质透镜。所述基于二维矩量法和射线追迹法的透镜高效仿真、优化方法能够有效提高透镜仿真、优化设计的效率。

摘要： 本发明公开了一种适用于矩量法后处理的天线方向图可视化方法，包括以下步骤：S1.建立天线模型，并指定天线的激励；S2.确定矩量法计算所需的系统矩阵、右侧向量；S3.建立球面角度二维网格S4.利用矩量法后处理得到网格顶点上的角度的天线垂直极化方向水平极化方向合成总场的远场方向性数据，记为和够成的方向性数据列表为S5.对天线方向性数据的可视化处理。本发明能够满足不同应用场合下天线方向图显示大小与平台、模型显示大小的匹配，天线的波瓣图的几何测量直到直观的显示作用。

摘要： 本发明公开了一种适用于基于压缩感知的矩量法的测量矩阵构造方法，涉及电磁数值计算领域，能使基于压缩感知的矩量法得到确定性的计算结果。首先，根据作为稀疏基的特征基函数的个数确定抽取阻抗矩阵的行数。然后，根据待抽取行数确定抽取的间隔步距。最后，按照固定步距均匀抽取阻抗矩阵及激励向量以构造确定性的测量矩阵和测量值。本发明为基于压缩感知的矩量法提供了一种新的测量矩阵构造方法，解决了传统随机构造测量矩阵导致的计算结果不稳定问题。