複雜電大尺寸曲面造型的EMC研究

《複雜電大尺寸曲面造型的EMC研究》是依託西安電子科技大學，由王楠擔任項目負責人的青年科學基金項目。

基本介紹

• 中文名：複雜電大尺寸曲面造型的EMC研究
• 項目類別：青年科學基金項目
• 項目負責人：王楠
• 依託單位：西安電子科技大學

中文摘要

隨著現代工程的發展，天線的形式及工作頻率日漸複雜，使得電磁兼容(EMC)的分析也越發複雜：.首先就是問題的電尺寸越來越大，動輒上萬個平方波長，普通的電磁計算方法始終會受到計算資源的嚴重限制；.其次就是不同的電磁計算方法需要不同的建模方法，通常需要進行二次建模，並且隨著頻率的變化需要多次重複建模。.針對複雜多天線系統的EMC工程需求，本課題引入NURBS曲面建模技術，並以其為模型基礎，研究能夠處理電大問題的電磁計算方法，分析EMC問題。作為一種靈活的建模方法，NURBS可以提供與工業產品一致的高精度模型，降低建模消耗，也可以在一定程度上降低電磁計算方法的複雜度。.本課題將重點研究基於NURBS建模的高頻計算方法，完善從曲面參數的自動提取到射線尋跡最佳化等各種基本問題，研究複雜形式天線的矢量場接口方案，力求套用於實際工程的電大問題的EMC分析，對NURBS建模的低頻方法關鍵問題也將進行初步研究。

結題摘要

本課題針對複雜形式的天線以及飛機、艦船等電大尺寸運載平台的電磁兼容(EMC)問題，研究分析電大尺寸平台載入複雜天線的高頻電磁計算方法。針對複雜多天線系統的EMC工程需求，本課題引入NURBS曲面建模技術，並以其為模型基礎，研究能夠處理電大問題的電磁計算方法，分析EMC問題。本課題以NURBS建模技術為基礎，完成了NURBS-UTD方法中電大模型建模、射線尋跡、遮擋判斷和射線場求解四個基本模組。給出了NURBS-UTD中基礎射線的射線尋跡算法，包括反射射線尋跡算法、表面繞射射線尋跡算法、邊緣繞射射線尋跡算法；完成了對應射線所攜帶射線場的數值求解；對複雜目標中可能存在的二次作用射線也進行了分析，完成了二次反射、二次邊緣繞射、反射-邊緣繞射、邊緣繞射-反射等射線類型的數值尋跡算法，並完成了射線場的求解；在各種可能射線類型的基礎上，套用NURBS-UTD方法對電大尺寸複雜空間中天線的輻射方向圖畸變特性進行了計算分析；對NURBS建模的MoM方法進行了研究，給出了基本算法，探討了基函式的選擇，矩陣的填充以及一些增加效率的快速算法；以高頻的NURBS-UTD方法為基礎，根據工程實際研究複雜天線的接入方案,對簡單的電小天線給出了準混合方案，對複雜的大規模天線或者陣列，給出了矢量場接口方案；以傳統的板、柱、錐UTD方法為基礎，研究了基於惠更斯原理的等效電磁流源的MoM-UTD混合方法；研究物高階的矩量法物理光學混合方法, 在PO區域電流建模採用Nyström方法。這些方案針對電大尺寸運載平台，既不需要過多的資源消耗又解決了複雜形式天線的接入問題。 本課題研究的基本算法已經得到認可，完成各種期刊論文16篇，其中SCI檢索10篇，EI檢索15篇，出版高頻數值計算方法專著一本。本課題研究的基本算法，尤其是NURBS-UTD方法已經套用到在十二五預研項目中，並取得了較好的回應。