基于双线性基函数磁场积分方法的研究
2021-05-12万心悦蒋年德刘耀成吴聪平
东华理工大学学报(自然科学版) 2021年2期
万心悦, 蒋年德, 刘耀成, 吴聪平
(1.东华理工大学 长江学院,江西 抚州 344000;2.东华理工大学 信息工程学院,江西 南昌 330013)
分析三维目标的电磁散射问题,最常用的方法是通过应用三角形离散散射面,即矩量法。通常用平面RWG基函数来定义平面三角形,描述公共边上的电流,从而扩大未知表面的电流密度。但RWG基函数只是零阶完备的,并且具有低阶收敛特性,即使减小剖分尺寸,增加未知量,对求解结果的精确度提高效果甚微(罗晨等,2019;董洪鹏,2017;王晶晶,2019)。
由于矩量法是通过使用三角形离散目标表面,将目标结构的散射问题转换成电场积分方程或磁场积分方程进行计算。这两组方程中的电流分布定义虽然是相同的,但是研究发现磁场积分方程计算所得结果的精度低于电场积分方程,尤其当目标物体的几何形状是曲面或尖锐的情况时,其精确性会更差(朱武兵等,2018;吴小川,2010;阙肖峰等,2008)。
为解决这一问题,笔者将双线性基函数应用于磁场积分方程,对曲面结构和尖锐结构的散射特性进行分析和计算,以期获得更高的精确度(赵庆广等,2014;Levent et al., 2009)。
1 基于双线性基函数的磁场积分方程
1.1 双线性基函数
双线性基函数是通过提供6个自由变量来描述在三角形线上线性变化的向量,其是一阶完备的,因此在这一特性上优于RWG基函数。如图1所示,在公共边上定义两个不同的L-L基函数以扩大电流密度,这比使用零阶完备的RWG基函数精确度更好。在不改变剖分三角形的情况下,与RWG基函数相比,双线性基函数只是花费了基函数数目增加一倍的成本来实现高阶完备性,从而改进RWG的建模(罗春备,2019)。……
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