中国科学F辑2024,Vol.54Issue(2) :430-448.DOI:10.1360/SSI-2023-0139

大尺度类周期阵列结构快速电磁仿真方法

Fast electromagnetic simulation method for large-scale quasi-periodic arrays

徐延林 刘晨曦 毋召锋 虎宁 刘继斌 刘培国
中国科学F辑2024,Vol.54Issue(2) :430-448.DOI:10.1360/SSI-2023-0139

大尺度类周期阵列结构快速电磁仿真方法

Fast electromagnetic simulation method for large-scale quasi-periodic arrays

徐延林 1刘晨曦 1毋召锋 1虎宁 1刘继斌 1刘培国1
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作者信息

  • 1. 国防科技大学电子科学学院,长沙 410073
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摘要

类周期结构具有独特的电磁波调控特性,在天线、雷达探测、目标隐身等领域具有重要研究价值,而针对大尺度类周期阵列的高效精确电磁仿真一直是电磁计算领域的重难点问题.本文从类周期阵列几何相似性出发,提出了一种具有函数复用机制的并行综合函数法(parallel synthetic basis functions method,p-SBFM),首次实现并验证了 p-SBFM在多构型类周期阵列分析中的有效性.相比传统电磁数值算法,p-SBFM在大尺度类周期阵列分析中,能够在一定程度上克服精度、效率、内存消耗三方面指标难以兼顾的难题,为类周期结构的工程应用提供理论分析和仿真手段.

Abstract

Quasi-periodic structures have distinctive characteristics in electromagnetic regulation and have important applications in several fields,such as antennas,radar detection,and target stealth.However,efficient and accurate electromagnetic simulation for large-scale quasi-periodic arrays has always been a crucial and difficult problem in the field of computational electromagnetics.Considering this,a parallel synthetic basis function method(p-SBFM)is proposed in this paper.Based on the geometric similarity between different units,synthetic functions in p-SBFM can be reused,which can greatly improve the efficiency.This paper is the first to verify the effectiveness of p-SBFM for analyzing multi-configuration quasi-periodic arrays.Compared to traditional electromagnetic numerical algorithms,p-SBFM can,to some extent,overcome the difficulty of balancing accuracy,efficiency,and memory consumption while analyzing large-scale quasi-periodic arrays.Thus,p-SBFM provides an effective method for applying quasi-periodic structures in terms of theoretical analysis and simulation.

关键词

类周期结构/综合函数/并行计算/矩量法/电磁仿真

Key words

quasi-periodic structures/synthetic functions/parallel computing/method of moment/electromagnetic simulation

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基金项目

国家自然科学基金(62101564)

国家自然科学基金(62101565)

国家自然科学基金(62293491)

湖南省自然科学基金(2022JJ20045)

出版年

2024
中国科学F辑
中国科学院,国家自然科学基金委员会

中国科学F辑

CSTPCD北大核心
影响因子:1.438
ISSN:1674-5973
参考文献量38
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