多尺度复杂电磁系统的散射特性研究

本申请以多尺度复杂电磁系统作为研究对象，将任意结构、任意形状和任意材料构成的电磁系统划分成适当的子模块，每个子模块用一个封闭的参考曲面包围，子模块的电磁特性用一个与之对应的定义在参考面曲上的广义传输矩阵表征。系统整体的电磁特性分析转化为求解一个定义在所有子模块参考曲面上的面积分方程。参考曲面上的电磁场切向分量或等效源可以方便地用特征基函数(CBF)或合成基函数(SBF)展开，使得未知量的个数大幅度减少。更为重要的是，可以对单个模块的电磁散射特性先进行某种方式的信息压缩之后再加以应用，提高了计算效率。本申请将系统地研究广义面积分方法与CBF\SBF\FMM相结合的快速算法，深入研究各类结构的合理分块方式以及子模块参考面上CBF\SBF的生成方法，开发可用于快速分析多尺度复杂电磁系统电磁特性的、具有自主知识产权的实用计算机仿真软件。

本报告对所承担的国家自然科学基金资助项目《多尺度复杂电磁系统的散射特性研究》进行了总结。依据研究计划，项目对频域广义传输矩阵方法进行了全面系统的研究，提出了简单媒质模块、复杂媒质模块、有源模块等基本单元广义传输矩阵计算方法；提出了对各种模块的散射特性进行信息压缩、从而高效率地表示出来的可行方法；提出了利用广义传输矩阵等效模型快速计算多尺度、多模块系统的广义面积分方程方法以及与其它算法相结合的混合算法。项目在进行理论研究的基础上进行了相应的基础实验，验证了方法的正确性。项目发表期刊和会议论文16篇(含IEEE Transaction–AP论文3篇)，工学硕士学位论文4篇，超额完成了研究计划中提出的指标。