接收模式下大型天线罩系统快速电磁仿真的混合算法

本文探讨了"接收模式下加罩天线系统特性的快速电磁仿真"这一主题，针对大型电尺寸的天线-天线罩系统，提出了一个创新的混合算法，该算法结合了全波法（Integral Equation, IE）与高频法（Modal Surface Integration, MSI）以及多层快速多极子方法（Multi-Layer Fast Multipole Method, MLFMA）。这种混合策略旨在解决传统全波数值方法在处理此类复杂系统时存在的计算时间长、效率低的问题。 首先，作者利用高频方法MSI获取天线罩内部的电磁场分布，将其作为天线阵列的激励源。接着，通过体-面混合积分方程（VSIE）进行精确的天线阵列计算，这是一种能够有效处理三维结构的高效方法。MLFMA则进一步提升了计算速度，通过减少远场和近场的处理，使得大规模天线系统仿真得以快速执行。 在算法优化方面，文中提到了球谐函数展开，这是一种在频域中的逼近技术，可以简化方程的处理，提高计算效率。预处理技术的应用则预先处理掉某些复杂的运算，减少了计算负担。此外，混合并行计算策略也被采用，通过分布式计算资源的协同工作，显著提高了整个仿真的并行化处理能力。 文章指出，这个混合算法在保持计算精度的同时，显著缩短了电磁特性分析的时间，使得对电大尺寸的天线-天线罩系统进行快速、高效的仿真成为可能。这对于实际工程设计和电磁兼容性分析具有重要意义，尤其是在航空航天领域，对于减小信号衰减、提升通信性能具有积极的推动作用。 研究者何芒及其团队，来自北京理工大学信息与电子学院，他们的研究得到了国家自然科学基金（61471040）的支持，并强调了该成果的实用性和理论价值。他们希望这一方法能为后续的天线设计和电磁学研究提供新的思路和工具。 参考文献部分提供了详细的信息，包括作者、发表期刊、录用日期、网络出版时间和DOI，便于读者查阅和引用。这篇文章是电磁学领域的一个创新贡献，对于优化大型天线系统的仿真过程具有重要的科学和技术意义。