一种同构蜂群目标电磁散射特性快速计算方法.pdf

(19)国家知识产权局(12)发明专利申请(10)申请公布号CN115169174A(43)申请公布日2022.10.11(21)申请号202210707558.8(22)申请日2022.06.21(71)申请人北京理工大学地址100081北京市海淀区中关村南大街5号(72)发明人盛新庆吴瑞何品熙吴比翼郭琨毅(74)专利代理机构北京正阳理工知识产权代理事务所(普通合伙)11639专利代理师张利萍(51)Int.Cl.G06F30/23(2020.01)G06F111/10(2020.01)权利要求书1页说明书6页附图5页(54)发明名称一种同构蜂群目标电磁散射特性快速计算方法(57)摘要本发明公开了一种同构蜂群目标电磁散射特性快速计算方法，能够节省内存，降低迭代次数，提升仿真效率。首先获取同构蜂群结构中目标t1的三角网格信息及其他目标的几何中心坐标；对目标t1建立多层快速多级子的八叉树结构，并将多层快速多极子数据结构扩展到顶层；根据目标间距离确定同构蜂群中两两目标间的耦合转移所在层；进行耦合转移矩阵填充；针对目标群中的所有目标进行激励项矩阵填充；根据多层快速多极子算法，获取同构蜂群中各目标等效电流初解；在所述初解的基础上，根据所确定的耦合转移所在层和耦合转移矩阵对目标间耦合作用的平面波进行计算，采用GMRES迭代求解整个目标群的等效电流进而对散射场进行计算。CN115169174ACN115169174A权利要求书1/1页1.一种同构蜂群目标电磁散射特性快速计算方法，其特征在于，包括：步骤一、获取同构蜂群结构中目标t1的三角网格信息及其他目标的几何中心坐标；步骤二、针对目标t1建立多层快速多级子的八叉树结构并进行远近相互作用矩阵填充；记录八叉树结构时，将多层快速多极子数据结构扩展到顶层；步骤三、根据目标间距离，确定同构蜂群中两两目标间的耦合转移所在层，用于表征目标间的耦合散射作用；获取耦合转移所在层及更高层各非空盒子的中心坐标；步骤四、进行耦合转移矩阵填充：耦合转移矩阵中的距离矢量用耦合转移所在层盒子中心坐标之间的距离表示；步骤五、针对同构蜂群中的所有目标进行激励项矩阵填充；步骤六、根据多层快速多极子算法，获取同构蜂群中各目标等效电流初解；步骤七、在所述初解基础上，考虑耦合散射作用对同构蜂群散射特性的影响，根据耦合转移所在层和耦合转移矩阵对目标间耦合作用的平面波进行计算，进而以所述激励项矩阵作为右端项，采用GMRES迭代求解整个目标群的等效电流，进而计算散射场。2.如权利要求1所述的方法，其特征在于，所述根据目标之间的距离，确定同构蜂群中两两目标之间的耦合转移所在层为：当两个目标几何中心距离超过目标最大尺寸的两倍时，耦合转移所在层为第0层；当目标几何中心距离大于目标最大尺度且小于目标最大尺寸加目标最大尺寸时，转移发生在盒子的第C层，C取值为1,2,3…。3.如权利要求1所述的方法，其特征在于，步骤六为：先基于MLFMA计算目标t1的等效电流精确解，作为目标t1的初解；然后根据目标t1的初解，利用两目标相对位置，获取其他目标的等效电流，作为其他目标的各自初解，从而得到整个迭代的初解。4.如权利要求3所述的方法，其特征在于，所述根据目标t1的初解，利用两目标相对位置，获取其他目标的等效电流为：设目标t1的等效电流为It1，则其他目标t2的等效电流为：其中，j表示虚数，ki表示入射波的波数，rct2‑rct1为两目标相对位置矢量。5.如权利要求1所述的方法，其特征在于，所述根据所确定的耦合转移所在层和耦合转移矩阵对目标间耦合作用的平面波进行计算为：设两目标分别为t1和t2，目标t1和t2耦合作用的平面波为：其中，为来自目标t2的耦合作用的平面波，为目标t2的平面波由底层聚集到耦合转移所在层的表达式；为目标t1和目标t2的盒子中心，为目标平面t1波的插值矩阵，TL(kκ,rct1‑rct2)即为两目标间的耦合转移矩阵。6.如权利要求1‑5任意一项所述的方法，其特征在于，步骤二所述多层快速多极子数据结构包括：平面波模式数、平面波总数、各层平面波的起始位置、盒子尺寸、非空盒子号、高斯采样点的权值因子。2CN115169174A说明书1/6页一种同构蜂群目标电磁散射特性快速计算方法技术领域[0001]本发明属于电磁仿真计算技术领域，具体涉及一种同构蜂群目标电磁散射特性快速计算方法。背景技术[0002]蜂群作为未来航空装备体系中的重要装备，由于其具备较强态势感知和压制或摧毁敌防空系统能力，近年来备受研究者的关注。对于这样大规模数量目标的作战系统，如何快速精准的计算出机群的电磁散射特性，对无人机管理和作战系统具有非常重要的意义。[0003]同构蜂群目标具有目标数规模大但几何结构和电参数相同的特点。对于求解类似于大规模目标的电磁散射特性，目前使用