第7章 面天线 《微波技术知识与天线（第2版）》课件.ppt

* 8.2.5 RCS研究与雷达对抗 2. RCS测试技术 RCS测试技术是研究目标RCS特征的重要手段。 RCS测试技术主要有缩比模型测量，通常在微波暗室进行；全尺寸目标静态测量，通常在大型室外测试场进行；全尺寸目标动态测量，可以完全模拟和测量目标运动时的真实RCS特性。 国际上，RCS测试技术已发展到一个相当高的技术水平。 第8章 电磁场的几个专题 * 8.2.5 RCS研究与雷达对抗 3. RCS减缩技术 RCS减缩的目的是实现目标隐身，从而降低对方雷达的作用距离。 RCS减缩主要是通过雷达吸波材料和外形隐身设计这两种技术途径。雷达吸波材料主要包括表面涂层材料和结构型复合材料两大类。外形隐身技术最常用的方法包括翼身融合，座舱与机身融合，大角度后掠机翼或三角形机翼，V形尾翼，内嵌式武器挂架，取消吊舱和副油箱，去掉凸缘边角等技术措施，外形技术还包括对一些强散射源的处理。 第8章 电磁场的几个专题 * 8.3 计算电磁学 8.3.1 有限差分法 有限差分法是以差分原理为基础的一种近似数值方法。 基本步骤 1）化边值问题为差分问题，即首先将求解的区域划分成网格，然后把求解区域内连续的场分布化为网格节点上的离散问题。 2）差分方程组求解。 第8章 电磁场的几个专题 * 8.3.1 有限差分法 以二维拉普拉斯方程为例说明有限差分法。 待求解的电位边值问题 如图8-3-1所示，将无源区域划分为许多正方形网格，网格线的交点称为网格节点，每个网格的边长 称为步长。 第8章 电磁场的几个专题 图8-3-1 正方形差分网格 * 8.3.1 有限差分法 1. 拉普拉斯方程的差分形式 设网格节点 的电位为 ，其上下左右四个节点的电位分别为 ， ， ， 第8章 电磁场的几个专题 * 8.3.1 有限差分法 2. 差分方程的求解 （1）简单迭代法 基本步骤：在给定边界值和各内点初始值的前提下，用前一次迭代得到的内点电位作为下一次迭代的初始值，如此循环运算，直到每一点相邻两次的计算值之差小于指定误差为止。 第8章 电磁场的几个专题 * 8.3.1 有限差分法 （2）超松弛法 计算某网格点时，把刚才计算得到的邻近点的电位新值代入 的第 次近似值为 第8章 电磁场的几个专题 注：超松弛法的收敛速度比简单迭代法快。 * 8.3.1 有限差分法 3. 应用举例 例8-3-1 横截面为矩形的无限长槽由三块接地导体板构成，如图8-3-2所示，槽的盖板接直流电压100V，求矩形槽的电位分布。 第8章 电磁场的几个专题 图8-3-2 矩形槽内的电位 解 在直角坐标系，矩形槽中的电位 满足拉普拉斯方程， 其边界条件满足第一类边界条件 * 8.3.1 有限差分法 第8章 电磁场的几个专题 取步长 ， 、 方向的网格数为 ， ，共有 个网格， 个节点，其中槽内节点 （电位待求点）有 个，边界节点（电位已知点） 有52个。设迭代精度为 ，利用MATLAB编制程序，计算 出的槽内电位分布如图8-3-3所示。 图8-3-3 矩形槽内的电位分布图 * 8.3.2 有限元法 有限元法的基本思想是将边值问题化为泛函的变分问题后再求解。 基本步骤 1）化边值问题为泛函的变分问题； 2）场域剖分与线性插值； 3）建立有限元方程； 4）有限元方程求解。 第8章 电磁场的几个专题 * 8.3.2 有限元法 1. 化边值问题为变分问题 将拉普拉斯边值问题化为如下求泛函极小值的变分问题 第8章 电磁场的几个专题 是求解区域。 是区域 的边界。 * 8.3.2 有限元法 2. 场域剖分与线性插值 将区域S按三角形分割成N个单元，每个单元有三个顶点（称为节点） 各单元内的电位 用坐标 的一次近似表示（即线性插值）为 第 个单元的电位函数 为 为列矩阵，表示单元 的节点电位。 为行矩阵，其元素被称为形状函数。 第8章 电磁场的几个专题 图8-3-4 求解场域的三角形网格 * 8.3.2 有限元法 3. 建立有限元方程 将场域剖分后，泛函可用单元积分的总和表示 单元 上的泛函可用矩阵表示 若将场域剖分成N个单元，共M个节点，则其总场域的泛函可化为