解决电场积分方程低频失效的增广矩量方程方法

"一种解决电场积分方程低频失效的新方法 (2012年)" 在电磁场理论中，电场积分方程（Electric Field Integral Equation, EFIE）是一种常用的求解方法，它用于分析和求解物体表面的电磁场问题。然而，在低频情况下，传统的基于RWG（Rao-Wilton-Glisson）基函数的矩量法（Method of Moments, MOM）求解EFIE时，会出现低频失效问题。这是因为低频时，物体表面的电荷分布和电流密度之间的关系变得复杂，导致矢量位（Vector Potential）与标量位（Scalar Potential）之间的平衡失调，从而影响解的精度。 该研究由刘洋、孙玉发和薛冬共同完成，提出了一种创新的解决方案，即利用基于三角元与RWG基函数关系的连接矩阵，构建了一个电荷与电流之间的关系方程。这种方法被称为增广矩量方程（Augmented Electric Field Integral Equation, A-EFIE）方法。通过将矢量位和标量位分离为单独的矩阵元素，A-EFIE方法能够有效解决传统EFIE中的低频失效问题，避免了由于频率降低而导致的计算不准确。 在实际应用中，研究人员通过计算不同低频下理想导体球的双站雷达散射截面（Radar Cross Section, RCS）来验证新方法的效用。RCS是衡量物体在雷达系统中反射信号强度的一个重要参数。通过对比计算结果与解析解，发现A-EFIE方法得到的结果与解析解高度吻合，这表明该新方法确实能够有效地克服低频失效问题，提高了低频电磁问题的求解精度。 此研究对电磁仿真和天线设计等领域具有重要意义，因为它提供了一种在低频条件下更稳定、更准确的计算方法。对于需要处理低频电磁问题的工程师和科研人员来说，A-EFIE方法是一个有价值的工具，有助于提升他们解决问题的能力和效率。该研究也对进一步发展和完善电磁场求解技术提供了新的思路和方向。