機載大型相控陣EMC的雙重區域分解方法

《機載大型相控陣EMC的雙重區域分解方法》是依託西安電子科技大學，由趙勛旺擔任項目負責人的青年科學基金項目。

基本介紹

• 中文名：機載大型相控陣EMC的雙重區域分解方法
• 項目類別：青年科學基金項目
• 項目負責人：趙勛旺
• 依託單位：西安電子科技大學

中文摘要

機載大型陣列天線電磁兼容一直是電磁工程領域的難點課題之一。解決該難題主要面臨兩方面的挑戰：(1)陣列天線結構複雜，通常包含大量金屬介質混合材料和精細結構；(2)飛機電尺寸巨大。矩量法是廣泛使用的精確電磁計算方法之一，然而其計算量和存儲量都很大，無法解決目前面臨的工程難題。值得指出，矩量法的快速算法通常不能收斂到可靠精度，矩量法的混合方法也會降低計算精度，二者都不能滿足諸如低副瓣、超低副瓣陣列的精確仿真需求。 本課題根據機載大型陣列天線的幾何特徵和材料屬性，採用分而治之的策略，研究基於等效原理和宏基函式的兩類矩量法區域分解（DDM）方法，以子區域之間的耦合為切入點突破兩類DDM的關鍵技術，建立完善的矩量法雙重DDM理論，進一步開展大規模並行DDM研究，徹底解決矩量法的計算量和存儲量問題，並將其用於精確仿真機載相控陣EMC問題，揭示陣列與飛機之間的耦合機理，提出機載陣列EMC最佳化方案。

結題摘要

機載大型天線陣列電磁兼容問題的難點在於天線陣列的結構複雜性和飛機的電大尺寸特性。研究了基於宏基函式和等效原理的兩類矩量法區域分解方法（DDM）。研究發現，基於宏基函式的DDM與分塊LU分解Right-Looking算法在數學上是等價的；在混合使用不同積分方程及不同基函式的情況下，基於等效原理的DDM仍然有效，並且揭示了疊代收斂性隨著子區域間距、介質損耗的變化規律。根據機載天線陣列的幾何特徵和材料屬性，將模型劃分為天線和飛機兩個子區域，通過在子區域之間和子區域內部分別使用基於等效原理和宏基函式的DDM，發揮了兩類DDM的優勢，建立了矩量法雙重DDM。基於兩類DDM算法特徵，設計了高可擴展並行策略，大幅提高了算法計算能力，精確計算了某型飛機的天線性能與天線布局，計算結果與縮比模型測量結果一致。