目标与海面复合电磁散射中的快速算法研究

发布时间：2023-04-22 09:02

　　近年来,随着科技的发展,各国对海上能源的开发与利用愈加重视。随着美国重返亚太战略的实施,以美国为首的一些国家为针对中国崛起而实施的一系列的战略措施,使得我国南海问题形势日益严峻。提升海上目标的侦查与反侦察,提升对海洋战场的监测与控制能力尤为重要。因此加强目标与海面复合电磁散射特性的研究是重要手段。现阶段针对这一领域的研究多集中在单一目标的理论研究,所用算法大多是以矩量法为代表的数值计算方法。海面因为其本身的粗糙特性,其在数值计算过程中存在计算量大,计算时间长等缺点。针对粗糙海面和多目标复合情形下的电磁散射特性及其加速算法的研究较少。本文主要针对随机粗糙海面与其上方目标复合电磁散射的问题,对一维粗糙海面与二维目标复合情形下的快速算法展开研究。本文的主要工作有:1、基于一维粗糙海面与二维目标复合电磁散射快速算法问题,对国内外现状进行研究介绍。2、针对实际情况,建立了一维粗糙海面与其上方单目标复合情形与一维粗糙海面与其上方多目标复合情形两种典型复合模型。推导了复合模型在垂直极化(VV)入射波下的完整的积分方程和矩阵方程。用矩量法(MOM)对两种复合模型的电磁散射系数进行了计算,并对复合模型在...

【文章页数】：86 页

【学位级别】：硕士

【文章目录】：
摘要
ABSTRACT
第1章 绪论
    1.1 课题研究背景及意义
    1.2 国内外研究现状
        1.2.1 电磁散射计算方法
        1.2.2 粗糙海面的建模与GPU并行计算方法
        1.2.3 复合电磁散射计算方法
    1.3 本论文的主要研究工作、结构安排及仿真平台
第2章 MOM分析一维粗糙海面与上方目标复合散射
    2.1 MOM的基本原理
    2.2 一维粗糙海面与其上方单目标复合电磁散射分析
        2.2.1 复合模型的建模及公式推导
        2.2.2 散射结果计算与分析
    2.3 一维粗糙海面与其上方多目标复合电磁散射分析
        2.3.1 多目标复合模型的建模及公式推导
        2.3.2 散射结果计算与分析
    2.4 本章小结
第3章 基尔霍夫近似法结合矩量法的混合算法
    3.1 基尔霍夫近似法的基本原理
        3.1.1 基尔霍夫近似法的公式推导
        3.1.2 KA分析一维粗糙海面电磁散射特性
    3.2 一维粗糙海面与其上方单目标复合散射的混合算法
        3.2.1 混合算法的建模及公式推导
        3.2.2 计算结果及分析
    3.3 一维粗糙海面与其上方多目标复合散射的混合算法
        3.3.1 混合算法的建模及公式推导
        3.3.2 计算结果与分析
    3.4 混合算法的应用性与局限性
    3.5 本章小结
第4章 基于GPU的FDTD加速算法
    4.1 FDTD方法基本原理
        4.1.1 二维FDTD相关公式推导
        4.1.2 FDTD分析复合电磁散射
    4.2 GPU并行运算基本原理
        4.2.1 GPU架构
        4.2.2 CUDA基本原理
        4.2.3 存储器的使用
    4.3 基于GPU加速的FDTD并行化方案
    4.4 GPU加速FDTD计算仿真结果分析
    4.5 本章小结
总结与展望
参考文献
攻读硕士期间发表的论文和取得的科研成果
致谢



本文编号：3797333