自适应多层快速多极子算法及其并行算法 被引量：7

1

作者 袁军 邱扬 +2 位作者 刘其中 郭景丽 谢拥军 《电波科学学报》 EI CSCD 北大核心 2008年第3期455-459,共5页

在多层快速多极子算法的基础上提出了一种改进的电大问题电磁散射快速算法及其并行算法。算法中将基函数和权函数分别用不同空间位置上的点源函数展开,使各部分的积分计算得到大大简化,所有转移过程可由快速傅里叶变换计算完成,同时还... 在多层快速多极子算法的基础上提出了一种改进的电大问题电磁散射快速算法及其并行算法。算法中将基函数和权函数分别用不同空间位置上的点源函数展开,使各部分的积分计算得到大大简化,所有转移过程可由快速傅里叶变换计算完成,同时还给出了该算法的并行化算法。数值结果说明了算法的有效性。 展开更多

关键词 多层快速多极子 自适应 电磁散射 并行算法

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快速多极子-边棱元混合算法分析三维非均匀各向异性复杂目标的电磁散射 被引量：6

2

作者 谭云华 周乐柱 《电子学报》 EI CAS CSCD 北大核心 2004年第4期620-624,共5页

本文发展了一种能有效分析非均匀各向异性复杂目标的电磁散射特性的三维快速算法;该算法在切向 矢量有限元、即边棱元的基础上,采用近年来发展起来的快速多极子算法加速问题的求解,大大降低了计算复杂度,并 减小了计算内存.计算实例表... 本文发展了一种能有效分析非均匀各向异性复杂目标的电磁散射特性的三维快速算法;该算法在切向 矢量有限元、即边棱元的基础上,采用近年来发展起来的快速多极子算法加速问题的求解,大大降低了计算复杂度,并 减小了计算内存.计算实例表明了该方法的有效性和可靠性. 展开更多

关键词 电磁散射 快速多极子方法(fma) 边棱元(EEM)

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一种高性能并行多层快速多极子算法 被引量：7

3

作者 潘小敏 盛新庆 《电子学报》 EI CAS CSCD 北大核心 2010年第3期580-584,共5页

针对主流并行计算机架构以及电特大目标的特点,提出并实现一种高性能并行多层快速多极子算法.采用由粗到细、多层次渐进展开的表述形式,并配以算例,具体分析算法每个环节的数值性能,充分研究、展示算法的效率和精度.使用本文算法,成功... 针对主流并行计算机架构以及电特大目标的特点,提出并实现一种高性能并行多层快速多极子算法.采用由粗到细、多层次渐进展开的表述形式,并配以算例,具体分析算法每个环节的数值性能,充分研究、展示算法的效率和精度.使用本文算法,成功计算了未知数超过3亿1千万,电尺寸达到2000个波长的电特大目标的电磁散射. 展开更多

关键词 多层快速多极子算法 并行 散射

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快速多极子和遗传算法在电磁成像中的应用 被引量：2

4

作者 丁振宇 钱祖平 洪伟 《电波科学学报》 EI CSCD 2000年第3期347-351,共5页

从电磁场的积分方程出发 ,利用快速多极子 (FMM)加速矩量法 (Mo M)计算导体柱电磁散射的过程 ;以散射场的测量值与计算值的平均偏差为目标函数 ,以导体柱截面形状参数为优化变量 ,利用遗传算法 (GA)进行优化迭代 ,来重构目标导体柱的电... 从电磁场的积分方程出发 ,利用快速多极子 (FMM)加速矩量法 (Mo M)计算导体柱电磁散射的过程 ;以散射场的测量值与计算值的平均偏差为目标函数 ,以导体柱截面形状参数为优化变量 ,利用遗传算法 (GA)进行优化迭代 ,来重构目标导体柱的电磁影像。对美国空军 ROME实验室提供的实际测量数据 (Ipswich数据 )进行了电磁成像 ;并给出了对较大导体柱电磁成像的例子。 展开更多

关键词 遗传算法 矩量法 快速多极子 电磁成像

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三维电磁波体积分方程的快速多极子算法 被引量：4

5

作者 陈晓光 金亚秋 《电子科学学刊》 CSCD 2000年第6期1007-1015,共9页

该文提出用快速多极子方法(FMM)求解三维非均匀介质散射体的电磁散射,将以往边界方程的FMM推广到三维矢量电磁波体积分方程(3DV-FMM),推导了一级和多级快速多极子的三维体积分离散公式。这一方法减少了计算机存储要求,并从量级上降低了... 该文提出用快速多极子方法(FMM)求解三维非均匀介质散射体的电磁散射,将以往边界方程的FMM推广到三维矢量电磁波体积分方程(3DV-FMM),推导了一级和多级快速多极子的三维体积分离散公式。这一方法减少了计算机存储要求,并从量级上降低了共轭梯度迭代求解的矩量法的计算量。在计算中,选用δ函数作基函数,达到相当好的收敛性。本文用3DV-FMM数值计算了三维均匀和非均匀介质立方体,多个介质体的双站散射截面(RCS),以及任一剖面上的等效电流体密度分布。计算结果与矩量法相吻台,但在计算内存和CPU时间上要节省得多,本文的方法也可为三维电磁波逆散射的反演算法研究给出正向模拟的快速计算。 展开更多

关键词 三维积分方程 快速多极子算法 电磁波

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一种基于矢量有限元与多层快速多极子技术的电磁散射快速并行算法 被引量：1

6

作者 袁军 刘其中 郭景丽 《电子学报》 EI CAS CSCD 北大核心 2008年第3期520-526,共7页

在混合矢量有限元/多层快速多极子算法的基础上提出了一种快速算法及其并行算法,该算法中,其有限元部分的计算可在单元级上完成,无须生成总体系数矩阵,因此可大大节省内存及计算时间;对多层快速多极子部分,将基函数和权函数分别用不同... 在混合矢量有限元/多层快速多极子算法的基础上提出了一种快速算法及其并行算法,该算法中,其有限元部分的计算可在单元级上完成,无须生成总体系数矩阵,因此可大大节省内存及计算时间;对多层快速多极子部分,将基函数和权函数分别用不同空间位置上的点源函数展开,使阻抗积分计算得到大大简化,所有转移过程可由快速傅立叶变换计算完成,同时还给出了一些其他的改进措施.数值结果说明了算法的有效性. 展开更多

关键词 矢量有限元 多层快速多极子 电磁散射 并行算法

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应用于舰载天线电磁兼容性分析的改进多层快速多极子算法 被引量：7

7

作者 潘龙 朱志宇 《中国舰船研究》 CSCD 北大核心 2015年第2期47-54,共8页

为解决舰载天线间互相干扰的问题,准确预测舰载天线在装舰前的电磁兼容性,在矩量法(Mo M)的基础上,引入一种改进的新型算法,该算法应用多层快速多极子(MLFMA)技术,并构造谱域两步预处理器结合广义最小留数法(GMRES)来加速矩阵矢量乘的... 为解决舰载天线间互相干扰的问题,准确预测舰载天线在装舰前的电磁兼容性,在矩量法(Mo M)的基础上,引入一种改进的新型算法,该算法应用多层快速多极子(MLFMA)技术,并构造谱域两步预处理器结合广义最小留数法(GMRES)来加速矩阵矢量乘的求解。应用FEKO软件对某驱逐舰进行电磁建模,使用该算法对天线方向图及天线间的耦合度进行数值仿真。仿真结果表明:这种新的算法相比于原算法计算速度更快、内存占用更低、准确性更高,可显著减少方程组的迭代次数,改善矩阵方程的收敛性。 展开更多

关键词 舰载天线 电磁兼容性 方向图 耦合度 多层快速多极子算法 预处理器 广义最小留数法

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用于分析电磁散射问题的快速多极算法

8

作者 李毅 李晋文 毛钧杰 《现代电子》 2002年第4期26-29,共4页

介绍了用于分析电磁散射问题的快速多极算法(FMA)和多层快速多极算法(MLFMA)的基本思想与基本步骤。通过计算实例表明,快速多极算法在计算速度和存贮要求方面比矩量法有明显优势,适合于在现有计算机条件下求解电大尺寸目标的散射问题。

关键词 电磁散射 快速多极算法 电大尺寸目标 fma MLfma

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一种自适应的射线传播多层快速多极子方法 被引量：8

9

作者 胡劼 胡俊 +1 位作者 聂在平 温剑 《电波科学学报》 EI CSCD 2004年第6期669-672,共4页

在多层快速多极子方法中 ,外向波向内向波的转移计算是主要的计算量。传统的转移过程需要计算众多的角谱分量 ,造成较多计算时间和内存的耗费。一种自适应射线传播多层快速多极子方法可用以降低转移过程计算量。数值计算结果表明 ,这种... 在多层快速多极子方法中 ,外向波向内向波的转移计算是主要的计算量。传统的转移过程需要计算众多的角谱分量 ,造成较多计算时间和内存的耗费。一种自适应射线传播多层快速多极子方法可用以降低转移过程计算量。数值计算结果表明 ,这种算法能够保持合理精度的同时大大减少计算量 ,适于三维电大尺寸目标RCS的快速求解。 展开更多

关键词 多层快速多极子方法 自适应算法 射线传播 快速远场近似

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基于三维矩量法和二维快速多极子的山区电磁场预测方法 被引量：3

10

作者 袁峰 丁宁 +2 位作者 李昊 张玉 赵勋旺 《微波学报》 CSCD 北大核心 2018年第A01期57-59,共3页

对于山体这样的超电大尺寸问题,传统的三维矩量法难以给出整体解,针对这一问题,本文提出一种新的计算方法,使用三维矩量法结合二维快速多极子算法。把辐射源与以辐射源为中心一定范围内的小块山体整体作为新的辐射源,使用三维矩量法对... 对于山体这样的超电大尺寸问题,传统的三维矩量法难以给出整体解,针对这一问题,本文提出一种新的计算方法,使用三维矩量法结合二维快速多极子算法。把辐射源与以辐射源为中心一定范围内的小块山体整体作为新的辐射源,使用三维矩量法对其进行仿真计算,超过这个新的辐射源的山体根据选定面使用二维建模并使用二维快速多极子求解,结合的关键在于由三维矩量法计算新的辐射源给出二维快速多极子仿真所需的入射场。 展开更多

关键词 山体 矩量法 快速多极子算法

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并行多层快速多极子的高效预条件技术 被引量：4

11

作者 罗建刚 梅吴杰 +2 位作者 左胜 赵勋旺 张玉 《微波学报》 CSCD 北大核心 2019年第2期22-25,共4页

多层快速多极子法是基于矩量法的快速算法,具有较低的计算复杂度和存储复杂度,被广泛应用于目标电磁散射特性分析。对于复杂结构电磁目标,由于矩阵条件数较差,往往存在迭代收敛慢甚至不收敛的问题。针对这一情况,文中利用快速多极子的... 多层快速多极子法是基于矩量法的快速算法,具有较低的计算复杂度和存储复杂度,被广泛应用于目标电磁散射特性分析。对于复杂结构电磁目标,由于矩阵条件数较差,往往存在迭代收敛慢甚至不收敛的问题。针对这一情况,文中利用快速多极子的近区矩阵,结合稀疏矩阵方程求解构造了一种高效预条件。数值实例表明该方法相比于块对角预条件效果更好,能有效加速多层快速多极子迭代过程。 展开更多

关键词 矩量法 多层快速多极子算法 电磁散射 预条件

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基于多层快速多极子方法的卫星模型散射特性分析 被引量：2

12

作者 李莹 王学田 何芒 《微波学报》 CSCD 北大核心 2012年第S3期225-228,共4页

以电大尺寸问题为研究对象,在矩量法的基础上,通过多层快速多极子方法,对自由空间中的电大尺寸复杂目标的雷达散射截面进行了研究。通过理想导体平板算例验证了MLFMA计算程序的正确性。最后给出了复杂目标的计算实例,并验证了该方法在... 以电大尺寸问题为研究对象,在矩量法的基础上,通过多层快速多极子方法,对自由空间中的电大尺寸复杂目标的雷达散射截面进行了研究。通过理想导体平板算例验证了MLFMA计算程序的正确性。最后给出了复杂目标的计算实例,并验证了该方法在节省内存需求和计算时间方面的明显效果。 展开更多

关键词 多层快速多极子算法 电大尺寸复杂目标 雷达散射截面 散射特性

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基于特征模与物理光学混合方法的海面环境下动态群目标电磁散射快速计算

13

作者 王照源 谷继红 +3 位作者 丛洲 何姿 管灵 丁大志 《电波科学学报》 北大核心 2025年第1期37-45,62,共10页

群目标广泛存在于电磁工程中,对其开发高效、准确的仿真方法具有重要意义。针对动态群目标在各个时刻下单元排布可能不同的特点,首先提出了按照单元分组的快速多极子算法,使用特征模方法降低群目标未知量,采用预存储的策略来实现动态群... 群目标广泛存在于电磁工程中,对其开发高效、准确的仿真方法具有重要意义。针对动态群目标在各个时刻下单元排布可能不同的特点,首先提出了按照单元分组的快速多极子算法,使用特征模方法降低群目标未知量,采用预存储的策略来实现动态群目标的高效、准确分析,该方法称为动态群目标的特征模快速分析方法;然后,考虑海面背景对群目标电磁散射的影响,将以上提出的动态群目标的特征模快速分析方法与高频的物理光学法进行结合,提出了一种高低频混合方法。数值算例表明,本文提出的高低频混合方法能够在保证较高计算精度的同时实现动态群目标和海面背景整体的高效电磁特性分析,同时还实现了计算效率和精度之间的合理平衡。 展开更多

关键词 动态群目标 海面背景 高低频混合方法 特征模理论(TCM) 快速多极子算法(fma) 物理光学(PO)法

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MLFMA结合最佳一致逼近快速求解目标宽带RCS 被引量：12

14

作者 田超 谢拥军 +1 位作者 王元源 蒋永辉 《电子与信息学报》 EI CSCD 北大核心 2009年第11期2772-2775,共4页

该文将多层快速多极子与最佳一致逼近结合计算了目标宽带的电磁散射特性。通过求解给定频带内的切比雪夫节点和节点处的目标表面电流,实现了频带内任意频点表面电流的快速预测,从而快速分析了目标宽带电磁散射特性。将计算结果与MLFMA... 该文将多层快速多极子与最佳一致逼近结合计算了目标宽带的电磁散射特性。通过求解给定频带内的切比雪夫节点和节点处的目标表面电流,实现了频带内任意频点表面电流的快速预测,从而快速分析了目标宽带电磁散射特性。将计算结果与MLFMA逐点计算的结果进行了比较,结果表明在不影响精度的前提下,该方法大大地提高了计算效率。 展开更多

关键词 宽带雷达散射截面 多层快速多极子算法 最佳一致逼近

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MLFMA/VIE矩量法快速分析介质天线罩的电磁性能 被引量：5

15

作者 王文博 徐金平 《微波学报》 CSCD 北大核心 2009年第2期15-18,共4页

采用体积积分方程矩量法(VIE-MoM)结合多层快速多极子算法(MLFMA)解决任意形状多层非均匀介质天线罩电磁性能的快速精确分析问题。首先借助三维CAD软件几何建模技术及网格离散技术,建立了介质天线罩的实体模型并用四面体单元离散,接着利... 采用体积积分方程矩量法(VIE-MoM)结合多层快速多极子算法(MLFMA)解决任意形状多层非均匀介质天线罩电磁性能的快速精确分析问题。首先借助三维CAD软件几何建模技术及网格离散技术,建立了介质天线罩的实体模型并用四面体单元离散,接着利用MLFMA/VIE-MoM在介质区域内建立矩阵方程,计算出天线罩罩体区域的体极化电流,最终得到在罩体影响下的天线的远场辐射特性和功率传输效率。数值结果表明,采用VIE-MoM结合MLFMA来分析复杂结构介质天线罩电磁性能可明显节省内存需求,提高计算效率和计算精度。 展开更多

关键词 体积积分方程 多层快速多极子算法 介质天线罩

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一种使用八叉树的半空间MLFMA区域分解算法 被引量：4

16

作者 翟畅 林中朝 +1 位作者 赵勋旺 张玉 《西安电子科技大学学报》 EI CAS CSCD 北大核心 2021年第6期144-150,共7页

为了在有限资源的情况下快速准确地分析半空间电大目标的电磁散射特性,提出一种使用八叉树结构的并行半空间多层快速多极子区域分解算法。通过利用多层快速多极子算法在空间中形成的八叉树结构,自适应地对未知量进行分组来实现区域的划... 为了在有限资源的情况下快速准确地分析半空间电大目标的电磁散射特性,提出一种使用八叉树结构的并行半空间多层快速多极子区域分解算法。通过利用多层快速多极子算法在空间中形成的八叉树结构,自适应地对未知量进行分组来实现区域的划分,从而避免了在区域之间创建虚拟交界面,降低了模型的处理工作量。为保证区域间电流的连续性,在边界处严格计算1/4阻抗,使结果更加精确。对于半空间环境,引入复镜像源来计算半空间近相互作用,并且引入实镜像源来计算半空间远相互作用。通过与商业软件FEKO整体解对比分析,证明了算法的可靠性和精确性。采用核外算法将转移因子等复用数据存储在硬盘中,并与整体解资源消耗进行对比,证明这种算法能有效地减少内存消耗。最后,给出一个千波长半空间舰船区域分解算例,证明所提出的算法能够在有限的计算资源情况下仿真电大尺寸模型。 展开更多

关键词 区域分解 并行计算 多层快速多极子 半空间问题 八叉树策略 核外算法

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求解多尺度目标电磁散射的积分方程快速算法 被引量：2

17

作者 郑宇腾 赵延文 +2 位作者 贾苗苗 蔡强明 聂在平 《电波科学学报》 EI CSCD 北大核心 2014年第4期601-605,共5页

多层快速卡特森展开算法(Multilevel Accelerated Cartesian Expansion Algorithm,MLACEA)可用于加速电小尺寸结构积分方程矩量法,且矩阵与矢量乘积运算计算复杂度为O(N)量级;MLACEA和多层快速多级子算法(Multilevel Fast Multipole Alg... 多层快速卡特森展开算法(Multilevel Accelerated Cartesian Expansion Algorithm,MLACEA)可用于加速电小尺寸结构积分方程矩量法,且矩阵与矢量乘积运算计算复杂度为O(N)量级;MLACEA和多层快速多级子算法(Multilevel Fast Multipole Algorithm,MLFMA)均基于八叉树分组结构,便于实现它们的混合快速算法MLACEA-MLFMA.该混合算法可大幅度降低模拟含精细结构的电大尺寸目标宽带电磁散射问题的计算复杂度.还详细阐述了求解电场积分方程的MLACEA算法及其与MLFMA算法的混合快速算法MLACEA-MLFMA算法;并通过计算实例对比分析了MLFMA算法与MLACEA-MLFMA混合算法的计算效率. 展开更多

关键词 多尺度问题 多层快速卡特森展开算法 多层快速多极子算法

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基于多区域面积分方程的电大非均匀等离子体电磁特性高效计算方法 被引量：1

18

作者 张慧雯 陈宇浩 +1 位作者 黄晓伟 盛新庆 《电波科学学报》 CSCD 北大核心 2024年第1期26-38,共13页

针对临近空间等离子体包覆目标的电磁特性快速准确评估这一迫切需求,本文运用基于多区域面积分方程(multi-region surface integral equation, MR-SIE)的全波数值计算方法,展现电大尺度、非均匀、高负介电常数等离子体的电磁散射与辐射... 针对临近空间等离子体包覆目标的电磁特性快速准确评估这一迫切需求,本文运用基于多区域面积分方程(multi-region surface integral equation, MR-SIE)的全波数值计算方法,展现电大尺度、非均匀、高负介电常数等离子体的电磁散射与辐射问题的仿真能力。首先,推导了非均匀等离子体的MR-SIE,使用间断伽辽金(discontinuous Galerkin, DG)方法提高对多区域复杂等离子体目标的建模与计算效率,研究了不同方程的数值性能;随后针对电子密度较大的高负介电常数区等离子体,运用一种简洁高效的截断策略,进一步提升了多层快速多极子算法的鲁棒性,避免了SIE计算高损耗介质内问题面临的数值不稳定性。数值实验表明,该方法在计算多种分割方式的多区域等离子体鞘套模型时具有良好的精度和效率,可用于大尺度复杂等离子体目标电磁辐射与散射特性的快速精确评估。 展开更多

关键词 多区域目标面积分方程(MR-SIE) 等离子体鞘套 负介电常数 多层快速多极子算法(MLfma) 间断伽辽金(DG)

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基于MLFMA的飞行器锯齿边板散射特性分析 被引量：11

19

作者 刘战合 黄沛霖 +1 位作者 武哲 高旭 《北京航空航天大学学报》 EI CAS CSCD 北大核心 2008年第5期499-502,共4页

为精确求解散射问题,采用混合场积分方程、多层快速多极子算法(MLFMA,Multilevel Fast Multipole Algorithm)和共轭梯度算法的迭代技术,并改进了多极子模式数.金属球双站雷达散射截面(RCS,Radar Cross Section)的算例表明,该方法在保证... 为精确求解散射问题,采用混合场积分方程、多层快速多极子算法(MLFMA,Multilevel Fast Multipole Algorithm)和共轭梯度算法的迭代技术,并改进了多极子模式数.金属球双站雷达散射截面(RCS,Radar Cross Section)的算例表明,该方法在保证精度的前提下,降低了内存和计算时间;分析了锯齿边板的电磁散射特性,总结了锯齿边板相对于直边板在不同角域内的RCS减缩特性以及RCS减缩与入射频率变化之间的关系:随着入射频率的增高,RCS减缩效果迅速提高,且垂直极化减缩效果较水平极化减缩效果好.该结论可以用来提高飞行器的隐身性能. 展开更多

关键词 多层快速多极子算法 电磁散射 雷达散射截面

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MLFMA用于不连续特征多频散射特性研究 被引量：3

20

作者 刘战合 黄沛霖 +1 位作者 高旭 武哲 《空军工程大学学报（自然科学版）》 CSCD 北大核心 2009年第2期60-65,共6页

对隐身飞行器、坦克等武器系统,缝隙等不连续特征对RCS的减缩和控制具有重要影响。基于混合场积分方程,开发出了多层快速多极子算法程序,通过将金属球双站RCS级数解、三缝隙实测曲线分别与多层快速多极子算法(Multilevel Fast Multipole... 对隐身飞行器、坦克等武器系统,缝隙等不连续特征对RCS的减缩和控制具有重要影响。基于混合场积分方程,开发出了多层快速多极子算法程序,通过将金属球双站RCS级数解、三缝隙实测曲线分别与多层快速多极子算法(Multilevel Fast Multipole Algorithm,MLFMA)计算曲线进行对比,验证了程序的正确性,说明其可用于飞行器表面不连续特征研究。采用数值方法详细研究了单缝隙、三缝隙电磁散射与入射电磁波频率的变化关系。数值计算结果表明,入射电磁波频率增加时,对单缝隙,电磁散射增强,雷达散射截面算术均值增加,其中掠入射角域内的均值增加最为明显;同时单缝隙的散射曲线相似、次波峰向外偏移;对三缝隙,除具有单缝隙的特性外,还表现为相互耦合性、曲线振荡增强,通过分析认为3个单缝隙散射不同相位的相互叠加导致了其散射的耦合性,入射频率增加时,散射叠加的峰值位置发生相应变化,表现为耦合作用和振荡作用更加明显。该结论可以用来进行飞行器表面的缝隙散射的减缩设计,从而有效提高飞行器的隐身性能。 展开更多

关键词 多层快速多极子算法 电磁 散射 雷达散射截面 多频

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