MOM 理论总述

一、原理:

矩量法的求解过程主要包括以下四个部分:

  1. 区域的离散;
  2. 基函数和权函数的选择;
  3. 阻抗元素的求解;
  4. 方程组的求解。

现有线性算子方程如下:

                        MOM 理论总述         MOM 理论总述

其中,MOM 理论总述为线性算子,MOM 理论总述是已知函数(如激励源),MOM 理论总述为未知函数(如电流)。

1、离散化过程

这一过程的主要目的在于将算子方程化为代数方程,其具体步骤如下:

<1>、在算子MOM 理论总述的定义域内,适当地选择一组基函数MOM 理论总述,它们应该是线性无关的,

<2>、将未知函数MOM 理论总述表示为该组基函数的线性组合

                     MOM 理论总述             MOM 理论总述

<3>、将(2)带入(1),利用算子的线性,将算子方程化为代数方程

                     MOM 理论总述            MOM 理论总述

于是,求解MOM 理论总述的问题转化为求解MOM 理论总述的系数MOM 理论总述的问题。

2、使用权函数进行检验      

<1>、在算子MOM 理论总述的定义域内,适当的选择一组权函数MOM 理论总述,它们也应该彼此线性无关。

<2>、将MOM 理论总述与(3)取内积进行抽样检查,因为要确定MOM 理论总述个未知数,需要进行MOM 理论总述次抽样检查,因此有

                    MOM 理论总述       MOM 理论总述             MOM 理论总述

基函数和权函数有很多种组合方式,常用的有加略金法:即选择 权函数等于基函数。

3、矩阵元素的求解

利用算子的线性,将(4)化为矩阵方程

                 MOM 理论总述                MOM 理论总述

将它写成矩阵形式

                 MOM 理论总述        MOM 理论总述       MOM 理论总述

式中,

          MOM 理论总述                      MOM 理论总述       MOM 理论总述

        MOM 理论总述     MOM 理论总述

求解代数方程问题转化为求解矩阵方程的问题。

4、方程组的求解

在得到矩阵方程后,通过矩阵求逆或者求解线性方程组,边可得到矩阵方程的解

                MOM 理论总述                MOM 理论总述

在将求得的展开系数MOM 理论总述代入(2)中,便得到原来算子方程式(1)的解

                MOM 理论总述           MOM 理论总述

二、理想导体的表面积分方程

1、公式:

之前写过,直接给出结果:

MOM 理论总述            MOM 理论总述

即:

 MOM 理论总述      MOM 理论总述        MOM 理论总述

2、表面积分方程的求解

 基函数选用MOM 理论总述基函数,检验过程采用加略金方法,即检验函数也为MOM 理论总述基函数,理想导体表面MOM 理论总述电流离散为:

                        MOM 理论总述                      MOM 理论总述

其中,N 为未知数个数,即公共边个数;MOM 理论总述为基函数,即MOM 理论总述基函数;MOM 理论总述为待求电流系数。

导电目标表面的边界条件以及电流连续性方程:

MOM 理论总述       ,A为矢量磁位,MOM 理论总述为标量电位

对其用MOM 理论总述对其两边做内积:

MOM 理论总述

MOM 理论总述

MOM 理论总述

 MOM 理论总述

 MOM 理论总述

MOM 理论总述

MOM 理论总述

3、激励向量

在矩量法的求解过程中,需要引入激励源。对于散射问题的求解,激励场一般选用均匀平面波,其电场和磁场可以分别表示为:

MOM 理论总述

带入上面的 MOM 理论总述求得激励向量。 

三、奇异性处理

当场点和源点在同一三角形时,即MOM 理论总述,阻抗元素的计算存在奇异性,故不能直接进行数值计算,而必须先进行奇异性消除处理。

九点积分法:

MOM 理论总述

如图所示,为对任意三角形上的九点积分法,将原始三角形分割为9个相同的子三角形。此时,被积函数可用每个子三角形上的中心值近似。因此,格林函数g在原始三角形MOM 理论总述上的积分可表示为:

MOM 理论总述

 其中,MOM 理论总述 为每个三角形MOM 理论总述的中心点,MOM 理论总述为三角形MOM 理论总述的面积。

MOM 理论总述

MOM 理论总述

 

MOM 理论总述