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相控阵测控技术(七):相控阵测控系统的测速和测距误差
1
作者 刘嘉兴 李增有 《电讯技术》 北大核心 2025年第8期1248-1255,共8页
相控阵技术的引入驱动了测控系统的发展,大大提升了系统的功能和性能,同时也带来了一些新的技术问题。相控阵测控系统中存在着角误差耦合效应等特殊问题,这会增大测速/测距误差。为了解决这一问题,采用了附加误差法、基准阵元法和相量... 相控阵技术的引入驱动了测控系统的发展,大大提升了系统的功能和性能,同时也带来了一些新的技术问题。相控阵测控系统中存在着角误差耦合效应等特殊问题,这会增大测速/测距误差。为了解决这一问题,采用了附加误差法、基准阵元法和相量法来分析测控系统相控阵化后产生的测速/测距附加误差,同时探讨了附加误差的各种误差源及其产生机理,并推导出了相应的测速和测距附加误差的表达式,为有关的精度分析和减小附加误差的技术途径提供了理论基础。 展开更多
关键词 相控阵测控系统 测速/测距误差 多通道持性 扫描特性
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Ka波段宽角扫描圆极化相控阵天线研究
2
作者 李杨 周世钢 李建瀛 《电波科学学报》 北大核心 2025年第3期552-558,共7页
提出了一种以金属环贴片为主辐射体的宽波束微带天线,工作频段为19~21 GHz。以该天线单元为基础设计了一款具有宽角扫描性能的圆极化相控阵天线,微带天线单元通过加载寄生周期性圆形金属贴片调节阻抗匹配。设计的8×8阵列天线波束&#... 提出了一种以金属环贴片为主辐射体的宽波束微带天线,工作频段为19~21 GHz。以该天线单元为基础设计了一款具有宽角扫描性能的圆极化相控阵天线,微带天线单元通过加载寄生周期性圆形金属贴片调节阻抗匹配。设计的8×8阵列天线波束±60°范围内扫描时增益仅下降3.5 dBic,在整个工作频段及大角度扫描角域增益均大于18 dBic。所提天线单元易于加工,组阵后扫描结果符合预期,能有效应用于宽角扫描相控阵天线。 展开更多
关键词 圆极化 微带天线 相控阵天线 宽角扫描
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复实验模态下相控阵天线阵面变形的虚拟感知
3
作者 周金柱 赵征 +2 位作者 王林 徐文华 成东明 《振动工程学报》 北大核心 2025年第4期663-676,共14页
相控阵天线阵面变形对电磁性能的影响较大,如何用稀疏光纤光栅应变传感器的应变测量信息实时感知天线阵面变形是实现结构健康监测和电磁性能调控的关键。本文提出了复实验模态下结构变形的虚拟感知方法。在该方法中,利用复模态转化方法... 相控阵天线阵面变形对电磁性能的影响较大,如何用稀疏光纤光栅应变传感器的应变测量信息实时感知天线阵面变形是实现结构健康监测和电磁性能调控的关键。本文提出了复实验模态下结构变形的虚拟感知方法。在该方法中,利用复模态转化方法处理模态测试获得的复模态数据以获得对应的实位移模态;利用模态扩展实现有限量实位移模态的全场扩展;结合扩展的实位移模态和有限元模态数据,推导了两个表征稀疏应变测量信息与全场位移映射关系的变形虚拟感知方程CMT⁃SEREP(complex mode transformation⁃system equivalent reduction expansion process)和CMT⁃LC(complex mode transforma⁃tion⁃local correspondence),以实现利用稀疏应变测量信息来估计变形阵面结构形状。研制了大型相控阵天线阵面变形实验平台,并开展了三种工况下不同感知方法的对比实验。实验结果表明,所提方法能利用稀疏应变测试信息重构出天线阵面结构的全场位移,并且CMT⁃LC法比CMT⁃SEREP法的感知精度高;对比传统的模态法,CMT⁃LC变形虚拟感知的相对百分比误差至少降低了6.105%。该方法不仅适用于非比例阻尼天线结构的变形感知,也适用于其他复杂工程结构的健康监测。 展开更多
关键词 相控阵天线 模态扩展 光纤布拉格光栅应变传感器 结构变形 虚拟感知
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可扩展片式天线结构设计及力学环境适应性分析
4
作者 孙远涛 王小宇 田凤桢 《雷达科学与技术》 北大核心 2025年第2期176-181,191,共7页
随着国内外商业通信卫星星座的大规模部署,应用于车辆搭载的小尺寸、低成本的地面终端天线的应用市场日益开阔。基于此,本文提出了一种可扩展片式天线的结构设计方案,该天线系统由有源多功能刚绕组件和安装散热结构件组成。采用的有源... 随着国内外商业通信卫星星座的大规模部署,应用于车辆搭载的小尺寸、低成本的地面终端天线的应用市场日益开阔。基于此,本文提出了一种可扩展片式天线的结构设计方案,该天线系统由有源多功能刚绕组件和安装散热结构件组成。采用的有源多功能刚绕组件由微波数字混合母板和供电控制子板组件通过柔性线路板互联,从而实现了射频信号的传输、合成和功率分配、供电和信号控制等功能。通过对承载构件、散热组件进行结构功能一体化集成设计,极大地减小了系统的空间体积和质量。基于高速公路卡车和组合轮式车两种运输条件下,对天线进行力学环境适应性设计和仿真分析,结果表明,该片式天线基频为182.38 Hz,天线最大位移为0.05 mm,最大应力为31.6 MPa,满足上述两种抗力学环境设计要求。 展开更多
关键词 片式天线 结构设计 一体化集成设计 抗力学环境分析
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一种用于±45°极化十字型偶极子天线阵列的解耦方法
5
作者 袁航 陈付昌 向凯燃 《电子学报》 北大核心 2025年第7期2453-2460,共8页
本文研究了一种适用于±45°极化的十字型偶极子天线阵列的解耦方法,主要基于一个共线排布的天线阵列进行讨论,天线在1.7~2.3 GHz的带宽范围内驻波比小于1.5.2个±45°极化共线排布的十字型偶极子天线之间的相互耦合可... 本文研究了一种适用于±45°极化的十字型偶极子天线阵列的解耦方法,主要基于一个共线排布的天线阵列进行讨论,天线在1.7~2.3 GHz的带宽范围内驻波比小于1.5.2个±45°极化共线排布的十字型偶极子天线之间的相互耦合可以分解为3种耦合类型:E面共极化耦合(E耦合)、H面共极化耦合(H耦合)和交叉极化耦合.首先对E面单极化天线阵列进行研究,将天线的辐射臂垂直弯曲一定长度,可以引入一个自解耦零点;接着在2个天线之间引入一根垂直金属枝节,可以调节该自解耦零点的位置.在2个共线水平排布的十字型偶极子天线之间,水平辐射臂末端之间的距离较近,因此E耦合对端口隔离影响较大.当采用弯折辐射臂并引入垂直金属枝节的方法后,可以同时改善2个天线之间的45°端口隔离度和-45°端口隔离度.为了抑制45°端口与-45°端口之间的交叉极化耦合,引入一个额外的U型金属带.通过弯折辐射臂,垂直金属枝节和U型金属带的结合,2个十字型偶极子天线之间的隔离度可以从16 dB提高到25 dB以上.此外,由于在阵列上方无需加载具有较大尺寸和厚度的超材料、介质层、多层超表面等寄生结构,天线阵列的总体剖面和体积没有显著增加. 展开更多
关键词 天线阵列 基站天线 解耦 偶极子天线 双极化天线 自解耦
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Ka/Ku频段有源相控阵天线高效测试系统
6
作者 靳英博 易礼君 +1 位作者 李庆洪 唐洪 《现代雷达》 北大核心 2025年第7期80-85,共6页
针对Ka/Ku频段有源相控阵天线测试过程中工作频段宽、通道多、波态多等痛点,提出一种具有严格时序控制的有源相控阵天线高效测试系统,该系统提供一种高效、准确、可靠的方法测试有源相控阵天线的性能。文中对天线测试中信号间的关系进... 针对Ka/Ku频段有源相控阵天线测试过程中工作频段宽、通道多、波态多等痛点,提出一种具有严格时序控制的有源相控阵天线高效测试系统,该系统提供一种高效、准确、可靠的方法测试有源相控阵天线的性能。文中对天线测试中信号间的关系进行了分析,并使用可编程门阵列(FPGA)实现了严格的时序控制,另外结合C#编程语言,开发了一个可视化高、易于操作的控制系统,实现了高效率、高精度的自动化测试。该系统已成功应用于Ka/Ku双频双极化有源相控阵天线产品的研制和生产,并发挥重要作用。 展开更多
关键词 相控阵天线 自动化测试 可编程门阵列 时序控制 高效率
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宽轴比带宽的圆极化模拟相控阵列
7
作者 付振帅 刘玫承 +6 位作者 杨立琦 金佩琦 吴晋 张大为 张明涛 侯岳峰 马凯学 《微波学报》 北大核心 2025年第3期9-13,共5页
文中提出了一种宽轴比带宽的圆极化模拟相控阵列。该圆极化模拟相控阵列是包括了顺序旋转天线阵列、相控阵列射频电路和相控阵列数控电路的一套完整的相控阵列系统。首先,文中将顺序旋转馈电网络引入到圆极化模拟相控阵列中,并提出了90&... 文中提出了一种宽轴比带宽的圆极化模拟相控阵列。该圆极化模拟相控阵列是包括了顺序旋转天线阵列、相控阵列射频电路和相控阵列数控电路的一套完整的相控阵列系统。首先,文中将顺序旋转馈电网络引入到圆极化模拟相控阵列中,并提出了90°~180°电桥混合形式顺序旋转馈电网络,使相控阵列在宽带宽范围内实现了低轴比性能。接着设计了相控阵列数控电路,通过高集成度电容片选方案,实现了对移相器阵列的低复杂相位控制。最后,为了验证性能,对相控阵列进行了仿真。仿真结果显示,圆极化模拟相控阵列的-10 dB阻抗带宽为2.15 GHz~2.81 GHz,并实现了±50°的扫描范围,法向波束轴比带宽覆盖范围是2.00 GHz~3.00 GHz。 展开更多
关键词 顺序旋转馈电网络 圆极化模拟相控阵列 宽轴比带宽 移相器
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PSO和GA在阵列天线波束赋形中的应用 被引量:18
8
作者 刘瑞斌 鄢泽洪 +2 位作者 孙从武 张小苗 魏文元 《西安电子科技大学学报》 EI CAS CSCD 北大核心 2006年第5期797-799,813,共4页
将粒子群优化算法和遗传算法应用于阵列天线的波束赋形问题中,用MATLAB编制程序分别对10元直线阵和31元圆环阵进行赋形计算,得到了预期的方向图,得出了这两种优化算法在阵列天线波束赋形问题中的优缺点.在计算圆环阵时尝试引入了修正的... 将粒子群优化算法和遗传算法应用于阵列天线的波束赋形问题中,用MATLAB编制程序分别对10元直线阵和31元圆环阵进行赋形计算,得到了预期的方向图,得出了这两种优化算法在阵列天线波束赋形问题中的优缺点.在计算圆环阵时尝试引入了修正的波恩斯坦多项式以减少需要优化的变量,并结合工程上的需要,用粒子群优化算法给圆环阵赋行计算得到了主波瓣是平顶的方向图. 展开更多
关键词 粒子群优化算法 遗传算法 阵列天线 波束赋形
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相控阵偶极子天线单元互耦的矩量法研究 被引量:14
9
作者 刘学观 魏文元 +1 位作者 黄立伟 郑会利 《西安电子科技大学学报》 EI CAS CSCD 北大核心 1991年第3期87-93,共7页
本文采用分段正弦基函数 Galerkin 法计算了电压馈电方式下相控阵偶极子天线单元上的电流分布、单元间的互阻抗以及各单元的输入阻抗,与实测结果取得了较好的一致。并用迭代法求得了已知馈电电流情况下各单元的馈电点电压和入射波电压,... 本文采用分段正弦基函数 Galerkin 法计算了电压馈电方式下相控阵偶极子天线单元上的电流分布、单元间的互阻抗以及各单元的输入阻抗,与实测结果取得了较好的一致。并用迭代法求得了已知馈电电流情况下各单元的馈电点电压和入射波电压,为实现低副瓣相控阵天线提供了理论分析依据。 展开更多
关键词 相控阵 偶极子天线 互耦 天线
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结构变形对相控阵天线电性能的影响分析 被引量:13
10
作者 王从思 康明魁 +1 位作者 王伟 普涛 《系统工程与电子技术》 EI CSCD 北大核心 2013年第8期1644-1649,共6页
分析阵面变形误差对有源相控阵天线(active phased array antenna,APAA)电性能的影响,对研究和发展高性能APAA非常重要。将阵面随机误差和阵面变形作为附加的相位因子引入到天线方向图函数中,建立了平面矩形APAA的阵面变形误差与电性能... 分析阵面变形误差对有源相控阵天线(active phased array antenna,APAA)电性能的影响,对研究和发展高性能APAA非常重要。将阵面随机误差和阵面变形作为附加的相位因子引入到天线方向图函数中,建立了平面矩形APAA的阵面变形误差与电性能之间的结构-电磁耦合模型,并仿真分析了阵面存在变形误差时的天线远场方向图。通过所提方法与结论,工程设计人员可对加工公差提出更合理的要求。 展开更多
关键词 有源相控阵天线 变形误差 电性能 耦合分析
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一种宽带宽角双极化相控阵天线单元研究 被引量:13
11
作者 于大群 吴鸿超 +1 位作者 何丙发 朱瑞平 《现代雷达》 CSCD 北大核心 2011年第11期59-62,共4页
设计了一种宽带宽角双极化相控阵天线单元,该天线单元采用指数渐变开槽天线形式,并设计了金属匹配柱安装在双极化天线单元之间,保证了开槽天线的接地连续问题。依次给出了该双极化天线单元的仿真设计、阵列样机的性能测试,从仿真和测试... 设计了一种宽带宽角双极化相控阵天线单元,该天线单元采用指数渐变开槽天线形式,并设计了金属匹配柱安装在双极化天线单元之间,保证了开槽天线的接地连续问题。依次给出了该双极化天线单元的仿真设计、阵列样机的性能测试,从仿真和测试结果中可以看出,该双极化天线在3倍频程带宽内具有良好的匹配和辐射特性,并且能实现大角度二维扫描。该双极化天线单元具有宽频带、体积小、结构简单等特点,适于用作宽带宽角扫描相控阵天线的阵列单元。 展开更多
关键词 宽带 宽角 双极化 开槽天线 VIVALDI天线
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一种非均匀邻接子阵结构及其部分自适应处理性能分析 被引量:24
12
作者 许志勇 保铮 廖桂生 《电子学报》 EI CAS CSCD 北大核心 1997年第9期20-24,共5页
子阵级自适应处理可用较小的代价获得准最优的处理性能.对于幅度锥削的均匀线阵,本文提出用等噪声功率法来划分非均匀邻接子阵,计算机模拟结果表明该子阵结构的自适应方向图保形良好且没有明显栅瓣,其干扰抑制性能接近最优处理.
关键词 自适应阵列处理 子阵 相控阵天线 天线
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一种波束赋形相控阵天线的分析与设计 被引量:8
13
作者 高军 曹祥玉 +1 位作者 张广 文曦 《西安电子科技大学学报》 EI CAS CSCD 北大核心 2008年第6期1084-1088,共5页
设计了一种水平面赋形、俯仰面扫描的一维相控阵天线,天线单元采用印刷振子.为了获得低副瓣,馈电电流采用泰勒分布.为了满足0.2°扫描步进指标要求,采用虚位技术,通过4位移相器实现9位移相器功能,简化了设备,降低了成本.测试表明:在... 设计了一种水平面赋形、俯仰面扫描的一维相控阵天线,天线单元采用印刷振子.为了获得低副瓣,馈电电流采用泰勒分布.为了满足0.2°扫描步进指标要求,采用虚位技术,通过4位移相器实现9位移相器功能,简化了设备,降低了成本.测试表明:在±15°扫描范围内,半功率波束宽度小于2.3°,增益大于25 dB,副瓣低于-25 dB,水平赋形方向图3 dB波束宽度33°,满足设计指标要求. 展开更多
关键词 相控阵天线 印刷振子 波束赋形 泰勒分布 虚位技术
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幅相不一致性对自适应阵列性能的影响 被引量:18
14
作者 倪晋麟 苏为民 储晓彬 《应用科学学报》 CAS CSCD 2000年第3期223-226,共4页
以自适应阵列的输出信干噪比(SINR)为对象,研究了通道幅相不一致性对它的影响.理论分析结果表明,幅相不一致性主要对期望信号的增益有一定的降低,但不影响对干扰的抑制,由此所造成的SINR损失很小.仿真结果证明了理论分... 以自适应阵列的输出信干噪比(SINR)为对象,研究了通道幅相不一致性对它的影响.理论分析结果表明,幅相不一致性主要对期望信号的增益有一定的降低,但不影响对干扰的抑制,由此所造成的SINR损失很小.仿真结果证明了理论分析的正确性. 展开更多
关键词 自适应阵列 幅相误差 信干燥比 天线
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宽带相控阵天线实时延时器分级应用研究 被引量:21
15
作者 张金平 李建新 孙红兵 《现代雷达》 CSCD 北大核心 2010年第7期75-78,共4页
提出了一种在宽带相控阵天线中分级使用实时延时器的方案。作为阵元级和子阵级延时器应用的折中方案,该方案对波束指向偏移的校正通过高位加低位延时器的组合应用,并选取适当高、低位延时器的数量比例来实现。在获得较好波束校正性能的... 提出了一种在宽带相控阵天线中分级使用实时延时器的方案。作为阵元级和子阵级延时器应用的折中方案,该方案对波束指向偏移的校正通过高位加低位延时器的组合应用,并选取适当高、低位延时器的数量比例来实现。在获得较好波束校正性能的同时,该方案简化了天线系统的整体复杂度,具有良好的工程可实现性。 展开更多
关键词 宽带 相控阵天线 实时延时器 偏移校正
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基于FFT的相控阵雷达校准方法 被引量:19
16
作者 鲁加国 吴曼青 +1 位作者 陈嗣乔 方正新 《电波科学学报》 EI CSCD 2000年第2期221-224,共4页
相控阵天线由于单元间互耦、器件的制造、组装误差、老化、热变形和组件更换的影响而产生幅相误差 ,必须进行校准和补偿。文中提出一种新的校准方法 ,先在相同的频率和环境条件下分别进行 FFT外校准和初次 FFT内校准确定内外场校正系数 ... 相控阵天线由于单元间互耦、器件的制造、组装误差、老化、热变形和组件更换的影响而产生幅相误差 ,必须进行校准和补偿。文中提出一种新的校准方法 ,先在相同的频率和环境条件下分别进行 FFT外校准和初次 FFT内校准确定内外场校正系数 ,然后在雷达使用期间只需作天线 FFT内校准就可获得理想的精度。用一 2 4单元实验阵列对此作了实验验证。此方法具有低设备量和高校准精度 ,适用于一维、二维相控阵雷达 。 展开更多
关键词 相控阵天线 校准 相控阵雷达
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机载大尺寸天线平面度控制与测试研究 被引量:8
17
作者 陈竹梅 平丽浩 +4 位作者 徐东海 娄开胜 李玉峰 柳玉书 柴淑清 《现代雷达》 CSCD 北大核心 2010年第4期82-87,共6页
从系统的角度研究了天线设计、分析和测试验证的思路和方法,提出了一种机载大尺寸平面相控阵天线动态平面度的控制措施,提出了光电位置传感器和动态位移传感器相融合的实时测量技术,通过对飞行条件下天线动态变形的实时测试,研究了天线... 从系统的角度研究了天线设计、分析和测试验证的思路和方法,提出了一种机载大尺寸平面相控阵天线动态平面度的控制措施,提出了光电位置传感器和动态位移传感器相融合的实时测量技术,通过对飞行条件下天线动态变形的实时测试,研究了天线的动态平面度变化规律,该结果为动平台条件下大尺寸平面阵天线结构设计和优化提供了技术手段,测试方法为类似研究提供了工程参考。 展开更多
关键词 机载 大尺寸 平面阵天线 动态平面度
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多约束直线阵列天线辐射散射特性优化 被引量:8
18
作者 张帅 龚书喜 +2 位作者 凌劲 路宝 龚琦 《电波科学学报》 EI CSCD 北大核心 2009年第6期1044-1048,共5页
对于有口径、阵元数和最小阵元间距约束的直线阵列天线,运用改进的遗传算法通过调整单元的位置来同时优化其辐射和散射特性。并用矩量法验证了论文算例经优化后,完全计入互耦的辐射方向图峰值副瓣电平在-18.5dB以下,且在绝大部分角域处... 对于有口径、阵元数和最小阵元间距约束的直线阵列天线,运用改进的遗传算法通过调整单元的位置来同时优化其辐射和散射特性。并用矩量法验证了论文算例经优化后,完全计入互耦的辐射方向图峰值副瓣电平在-18.5dB以下,且在绝大部分角域处于低散射状态,表明论文方法能指导兼顾辐射和散射特性的多约束阵列天线设计。 展开更多
关键词 遗传算法 矩量法 副瓣抑制 雷达散射截面减缩
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基于遗传算法的低副瓣阵列天线综合 被引量:6
19
作者 边莉 车向前 +2 位作者 杨国辉 孟繁义 吴群 《计算机应用》 CSCD 北大核心 2008年第7期1656-1658,1661,共4页
为得到更低副瓣的方向图,建立16单元线天线阵和32×32单元面天线阵遗传算法模型,并对这两类阵列天线方向图进行综合。将综合仿真结果与Chebyshev、Taylor两种传统综合方法进行比较。比较结果表明,遗传算法优化方向图的第1副瓣电平可... 为得到更低副瓣的方向图,建立16单元线天线阵和32×32单元面天线阵遗传算法模型,并对这两类阵列天线方向图进行综合。将综合仿真结果与Chebyshev、Taylor两种传统综合方法进行比较。比较结果表明,遗传算法优化方向图的第1副瓣电平可达-40 dB,且优化效率比传统方法高很多。为遗传算法在阵列天线方向图综合中的应用提供了技术支持。 展开更多
关键词 遗传算法 低副瓣 阵列天线 天线综合
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PC集群MPI并行矩量法分析复杂平台多天线特性 被引量:9
20
作者 张玉 王楠 梁昌洪 《电子学报》 EI CAS CSCD 北大核心 2006年第3期478-482,共5页
为分析安装于诸如飞机、舰艇等复杂目标上多天线的电磁兼容性,本文引入了C osta基函数对多天线线面连接结构进行建模.针对计算量过大、耗时太长这一主要障碍,结合RW G基函数特点,设计了一种高效的适用于共轭梯度方法求解的棋盘状并行矩... 为分析安装于诸如飞机、舰艇等复杂目标上多天线的电磁兼容性,本文引入了C osta基函数对多天线线面连接结构进行建模.针对计算量过大、耗时太长这一主要障碍,结合RW G基函数特点,设计了一种高效的适用于共轭梯度方法求解的棋盘状并行矩阵填充算法,避免了RW G基相互作用的重复计算,然后详细地讨论了并行共轭梯度算法求解矩量法矩阵方程的并行实现过程.本文进一步开发并在PC集群中实测了M P I并行矩量法程序性能,作为应用计算了安装于某飞机头部的多天线辐射特性. 展开更多
关键词 矩量法 多天线 电磁兼容 并行计算 PC集群
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