l电磁散射与辐射问题中的混合基函数矩量法

时间：2025-04-03

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第 l 9卷第 4期 20 0 3年 l 2月文章编号： 0 -12 2 0 0 - 144 1 56 2 (0 3)40 5 ) 0 0

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电磁散射与辐射问题中的混合基函数矩量法华夷和徐金平( .南京航空航天大学信息科学与技术学院，京 20 1; 1南 10 6

2 .东南大学毫米波国家重点实验室，南京 20 9 ) 10 6摘要：三维散射与辐射问题通常采用电场积分方程( FE) E I结合矩量法 ( M) Mo求解 .而基函数是决定矩量法

精度和效率的重要因素。本文针对采用三角形网格剖分会引起未知元过多而采用四边形网格剖分会因为网格质量

变差而影响计算精度的问题，出一种基于三角形与四边形混合网格的混合基函数，提应用于散射体 R S和天线阻抗 C特性计算。结果表明，相比于三角形剖分，混合基函数能够在减少未知元个数的同时获得较高的精度：另外也解决了基于单纯四边形网格的基函数在网格质量较差的情况下不能准确模拟表面电荷的问题。关键词：混合基函数 .电场积分方程，矩量法

Ap i a i n o y r d Lo a ss Fu c i n i o e e h d pl to fH b i c lBa i n to n M m ntM t o c

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e i o t n a tr f ci g t e a c r c n f ce c ft e meh d Wh n t e s a e o e t re s u c i s n ft o h mp r tfco sa e t h c u a y a d e i n y o h t o . a n i e h h p ft a g ti h mo e c mp e r o lx.i b c me r i iu tt e e ae p r ra ge o u d a g l rme h s w t ih q i n o q a t y t e o s mo e d f c l o g n r t u e t n l r q a r n u a s e h hg ￣d t a d lw u i i i i y n t

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1引言矩量法是计算电磁学领域中的一种经典方法。早期人们使用线网格 ( rgi)型计算目标电磁 Wi r模 e d特性[。8代初， R o等提出了著名的三 1] 0年 SM a角屋顶基函数 ( f n of pB s uci s。 T a￣eR oo ai F ntn ) i t s o同年 . e m n等使用平面四边形单元和正弦 EH N w a屋顶基函数也获得了很好的结果[,且在模拟平 4并]面散射体时 .在相同的精度要求下，它所需要的未知

元的个数更少。随着计算机硬件水平的提高以及高速发展的计算机图形学所提供的实体建模与网格生成技术，合并行算法与快速多极子 ( MM)或多结 F 层快速多极子算法 ( F ML MA)的矩量法已经能够 ]解决相当大型的电磁问题。然而矩量法通常要求电尺寸为 11长左右的均匀网格，/0波若采用基于传统的三角剖分规则 .则生成的网格数目太大； P v g而 ai n

方法…四边形剖分常常不能生成较高质量的网格，低质量的四边形网格又会导致对电荷模拟的不准

收稿日期：0 2 1.0定稿日期：0 20 -7 20 .23; 20 -32基金项目：国防科壬重点实验室基金项目( 4 0 0 0 K 2 1芝 5 4 7 3 11 0 0 ) 1 H

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确。因此企图生成数量少质量高的同种网格来分别适用前述两种基函数以解决电磁问题都有其各自的困难。另外一种情况是研究载体上的天线特性一般要将连接处 ( tcmet图 1混合网格划分 at h n) a