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基于ISAR成像和散射中心提取的目标RCS近场测量方法

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微波学报 2024年

作者：毕志超张依轩王楠杨玉禾林中朝西安电子科技大学天线与微波技术重点实验室西安电子科技大学陕西省超大规模电磁计算重点实验室

本文通过结合逆合成孔径雷达（Inverse Synthetic Aperture Radar， ISAR）成像和散射中心提取技术，实现了近场测试距离下目标雷达散射截面积（Radar Cross Section， RCS）的有效测量。利用近场球面波修正技术和探头补偿技术降低了近... 详细信息

本文通过结合逆合成孔径雷达（Inverse Synthetic Aperture Radar， ISAR）成像和散射中心提取技术，实现了近场测试距离下目标雷达散射截面积（Radar Cross Section， RCS）的有效测量。利用近场球面波修正技术和探头补偿技术降低了近场球面波效应和收发探头对成像质量的影响。对目标ISAR图像采用散射中心提取技术，消除了目标ISAR图像中由于有限带宽所导致的旁瓣效应。针对散射中心提取中截断阈值的选取准则进行了深入研究，给出了截断阈值判定的经验公式并结合仿真实验进行了验证。最终利用标准球锥散射体的暗室近场测量数据对本文所研究方法进行了实测验证，并与多层快速多极子方法仿真结果吻合良好，验证了本文方法的有效性。

关键词：雷达散射截面积(RCS) 二维ISAR成像近场测量探头补偿 CLEAN算法

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矩量法的一般波端口电磁建模方法

西安电子科技大学学报 2024年第3期51卷 38-45页

作者：丁宁侯鹏赵勋旺林中朝张玉西安电子科技大学电子工程学院陕西西安710071 陕西省超大规模电磁计算重点实验室陕西西安710071

针对矩量法中非规则截面波端口的电磁建模问题,提出了一种基于高阶基函数矩量法的一般波端口建模方法。基于等效原理和模式匹配法建立了波端口表面积分方程,并利用二维有限元法对非规则波端口的模式进行高精度数值分析,将矩量法的规则... 详细信息

针对矩量法中非规则截面波端口的电磁建模问题,提出了一种基于高阶基函数矩量法的一般波端口建模方法。基于等效原理和模式匹配法建立了波端口表面积分方程,并利用二维有限元法对非规则波端口的模式进行高精度数值分析,将矩量法的规则波端口模型拓展为可用于规则及非规则波端口建模的一般波端口模型。在此基础上,使用定义于双线性曲面四边形单元的高阶基函数取代传统低阶基函数,减少了矩量法矩阵的未知量,显著降低了算法的内存需求和计算时间。通过数值算例对方法进行测试,与有限元法的数值结果进行对比,验证了方法的正确性;与低阶矩量法的数值结果对比,验证了方法的高效性。结果表明,该方法进行一般波端口模型建模仿真具有高效率和高数值精度的特点。

关键词：矩量法模式匹配法特征值非规则截面波端口

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大型带罩天线阵列的精确高效电磁仿真算法

电子与信息学报 2024年第6期46卷 2549-2557页

作者：殷磊侯鹏丁宁林中朝赵勋旺张玉焦永昌西安电子科技大学陕西省超大规模电磁计算重点实验室西安710071

针对大型带罩天线阵列系统的辐射特性仿真问题,基于等效原理和波导模式匹配法,建立了多层快速多极子算法的波端口模型,实现了对天线激励源和匹配负载的精确电磁建模,同时提出了一种适用于计算金属介质天线模型的多层快速多极子算法并行... 详细信息

针对大型带罩天线阵列系统的辐射特性仿真问题,基于等效原理和波导模式匹配法,建立了多层快速多极子算法的波端口模型,实现了对天线激励源和匹配负载的精确电磁建模,同时提出了一种适用于计算金属介质天线模型的多层快速多极子算法并行策略,通过建立多棵八叉树结构降低了计算过程中各进程间的通信量,实现了对大型带罩天线阵列系统的精确、高效一体化仿真计算。通过与高阶矩量法及有限元-边界积分方程法计算得到的天线方向图、S参数进行对比,验证了该方法的精确性及高效性。

关键词：大型带罩天线阵列波端口电磁辐射与耦合多层快速多极子并行策略

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非结构网格瞬态电磁场计算中的高效通信方法

西安电子科技大学学报 2022年第4期49卷 16-23页

作者：李岷轩江树刚吴庆恺林中朝西安电子科技大学陕西省超大规模电磁计算重点实验室陕西西安710071

针对使用非结构网格的时域间断伽略金方法在并行计算时通信复杂的问题,提出一种适用于瞬态电磁场大规模并行计算的最小通信周期策略。将进程间点对点通信的拓扑结构映射为通信矩阵,利用通信缓冲区未满时非关联进程的通信互不干扰特性,... 详细信息

针对使用非结构网格的时域间断伽略金方法在并行计算时通信复杂的问题,提出一种适用于瞬态电磁场大规模并行计算的最小通信周期策略。将进程间点对点通信的拓扑结构映射为通信矩阵,利用通信缓冲区未满时非关联进程的通信互不干扰特性,对互不干扰的进程通信顺序进行排序,将每轮同时进行的通信记为同一个通信周期,重新填充通信矩阵。最小通信周期策略对初始通信矩阵不断递归地取各元素余子式,每次递归结束后即得到一个通信周期中同时进行通信的进程,将这些进程对应的元素排除在下一次递归之外,直到所有初始通信矩阵所有元素排序完毕。最小通信周期策略能够有效降低并行迭代计算过程中的总通信周期数,减少通信过程消耗的时间,从而提升算法的计算效率。与传统策略相比,最小通信策略的通信周期数缩减到3%,并行效率显著提高,计算时间减少。同时,使用该策略在国产超级计算机神威·太湖之光上以8000核组(8000进程,520000核心)进行计算时取得了约70.38%(10倍扩展)的并行效率。

关键词：时域间断伽略金方法辅助微分方程并行算法

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大型带罩天线阵列的精确高效电磁仿真算法

电子与信息学报 2023年

作者：殷磊侯鹏丁宁林中朝赵勋旺张玉焦永昌西安电子科技大学陕西省超大规模电磁计算重点实验室

针对大型带罩天线阵列系统的辐射特性仿真问题，基于等效原理和波导模式匹配法，建立了多层快速多极子算法的波端口模型，实现了对天线激励源和匹配负载的精确电磁建模，同时提出了一种适用于计算金属介质天线模型的多层快速多极子算法... 详细信息

针对大型带罩天线阵列系统的辐射特性仿真问题，基于等效原理和波导模式匹配法，建立了多层快速多极子算法的波端口模型，实现了对天线激励源和匹配负载的精确电磁建模，同时提出了一种适用于计算金属介质天线模型的多层快速多极子算法并行策略，通过建立多棵八叉树结构降低了计算过程中各进程间的通信量，实现了对大型带罩天线阵列系统的精确、高效一体化仿真计算。通过与高阶矩量法及有限元-边界积分方程法计算得到的天线方向图、S参数进行对比，验证了该方法的精确性及高效性。

关键词：大型带罩天线阵列波端口电磁辐射与耦合多层快速多极子并行策略

一种使用八叉树的半空间MLFMA区域分解算法

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西安电子科技大学学报 2021年第6期48卷 144-150页

作者：翟畅林中朝赵勋旺张玉西安电子科技大学陕西省超大规模电磁计算重点实验室陕西西安710071

为了在有限资源的情况下快速准确地分析半空间电大目标的电磁散射特性,提出一种使用八叉树结构的并行半空间多层快速多极子区域分解算法。通过利用多层快速多极子算法在空间中形成的八叉树结构,自适应地对未知量进行分组来实现区域的划... 详细信息

为了在有限资源的情况下快速准确地分析半空间电大目标的电磁散射特性,提出一种使用八叉树结构的并行半空间多层快速多极子区域分解算法。通过利用多层快速多极子算法在空间中形成的八叉树结构,自适应地对未知量进行分组来实现区域的划分,从而避免了在区域之间创建虚拟交界面,降低了模型的处理工作量。为保证区域间电流的连续性,在边界处严格计算1/4阻抗,使结果更加精确。对于半空间环境,引入复镜像源来计算半空间近相互作用,并且引入实镜像源来计算半空间远相互作用。通过与商业软件FEKO整体解对比分析,证明了算法的可靠性和精确性。采用核外算法将转移因子等复用数据存储在硬盘中,并与整体解资源消耗进行对比,证明这种算法能有效地减少内存消耗。最后,给出一个千波长半空间舰船区域分解算例,证明所提出的算法能够在有限的计算资源情况下仿真电大尺寸模型。

关键词：区域分解并行计算多层快速多极子半空间问题八叉树策略核外算法

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一种基于粒子群算法和HFSS的天线自动优化设计方案

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一种基于粒子群算法和HFSS的天线自动优化设计方案

第十七届全国电波传播年会

作者：韩建穆泽鑫林中朝张玉西安电子科技大学陕西省超大规模电磁计算重点实验室

为了方便天线设计和天线优化算法的研究,提出了一种基于粒子群优化算法(Particle Swarm Optimization, PSO)和高频仿真软件HFSS(High Frequency Structure Simulator)的天线自动优化设计方案。该方案使用C++语言编程实现,把天线优化仿... 详细信息

为了方便天线设计和天线优化算法的研究,提出了一种基于粒子群优化算法(Particle Swarm Optimization, PSO)和高频仿真软件HFSS(High Frequency Structure Simulator)的天线自动优化设计方案。该方案使用C++语言编程实现,把天线优化仿真分为两个模块,即电磁计算模块和优化算法模块。优化算法模块采用标准PSO算法,电磁计算模块则以运行python脚本的方式调用HFSS进行仿真,并加入了程序异常终止的处理方法。使用E型贴片天线的优化仿真实例对此方案进行了验证,成功将工作频段从2.3～2.75GHz降到1.85～2.3GHz,实现了宽频带的特性。此方案效率高,结构清晰,可扩展性强,为天线优化仿真设计提供了一种新的思路。

关键词：天线优化设计粒子群优化算法 HFSS E型贴片天线编程

来源： cnki会议评论

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基于瑞利商迭代的特征模求解方法研究

基于瑞利商迭代的特征模求解方法研究

2023年全国天线年会

作者：张昊楠邹宇甲林中朝韩松西安电子科技大学陕西省超大规模电磁计算重点实验室

本文引入了改进的瑞利商迭代方法对金属问题的特征模进行求解,将瑞利商迭代方法与基于特征值变化率的纠错方案结合,不仅实现了在模式计算的同时完成了模式跟踪,还解决了纯瑞利商迭代在模式求解时产生的"模式重叠"问题。仿真对比案例证明... 详细信息

本文引入了改进的瑞利商迭代方法对金属问题的特征模进行求解,将瑞利商迭代方法与基于特征值变化率的纠错方案结合,不仅实现了在模式计算的同时完成了模式跟踪,还解决了纯瑞利商迭代在模式求解时产生的"模式重叠"问题。仿真对比案例证明,本文的方法能够在频率步长更大的情况下,取得比商业软件Altair Feko更稳定的结果。

关键词：特征模模式跟踪瑞利商迭代模式重叠斜率判断

来源： cnki会议评论

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基于矩量法的滤波器网格误差分析

基于矩量法的滤波器网格误差分析