采用高低頻混合技術(shù)的混合矩量法－物理光學(xué)法(MoM-PO)分析導(dǎo)體平臺上的線天線問題；天線與平臺上不規(guī)則區(qū)域采用MoM分析，平臺其他部分用PO方法計算。研究了MoM區(qū)的選擇對計算精度和內(nèi)存需求的影響，給出了一種考慮PO區(qū)域單元間互耦的迭代方法，以此改善PO近似帶來的計算誤差。分析了典型載體平臺上線天線問題，研究了載體上天線的阻抗和輻射特性。數(shù)值計算結(jié)果和傳統(tǒng)MoM結(jié)果有較好的吻合。該方法在工程應(yīng)用中具有較高的實用性。
關(guān) 鍵 詞 導(dǎo)體平臺; 混合矩量法－物理光學(xué)法; 迭代方法; 線天線

線天線加載于導(dǎo)體平臺上，如飛機(jī)、艦船，以及各類通信設(shè)備上的線天線問題，具有重要的研究價值。MoM[1-3]和FDTD[4-5]可以很好地分析復(fù)雜載體平臺上線天線的輻射問題。傳統(tǒng)MoM的局限性在于數(shù)值計算中未知量個數(shù)將隨著目標(biāo)尺寸的增大急劇增加，不能求解電大尺寸目標(biāo)。其他快速方法如快速多極子方法(FMM)、多層快速多極子方法(MLFMA)也應(yīng)用于分析平臺上天線的輻射問題[6]。基于電流的低頻/高頻混合方法如MoM-PO方法在研究電大尺寸載體上的天線問題時，有很高的計算效率和較好的計算結(jié)果[7-9]。本文利用混合電場/磁場積分方程(EFIE/MFIE)的方法建立分析模型，天線與不規(guī)則區(qū)域建立EFIE，采用MoM分析；平坦規(guī)則的載體平臺表面建立MFIE，運(yùn)用PO近似，推導(dǎo)出了各區(qū)域矩陣元素表達(dá)式?？疾炝薓oM區(qū)域的選擇對數(shù)值計算精度以及儲存量的影響，研究了考慮PO區(qū)域單元間互耦時的迭代方法。數(shù)值結(jié)果驗證了方法的正確性和效率。
1 混合MoM-PO方法
采用積分方程求解電磁散射與輻射問題時，EFIE可用于求解開域和閉域問題，計算精度高，但收斂較慢；MFIE只能用于求解閉域問題，收斂較快但精度較低，由于一般線天線的細(xì)線結(jié)構(gòu)，不能直接采用MFIE，為了同時利用EFIE和MFIE在數(shù)值計算上的優(yōu)點，運(yùn)用混合EFIE/MFIE方法，在天線與平臺上不規(guī)則、不連續(xù)區(qū)域建立EFIE，利用MoM進(jìn)行分析；其他連續(xù)、光滑區(qū)域表面建立MFIE，采用高頻方法PO近似。如圖1所示，導(dǎo)體表面以平面三角形單元剖分，分別定義MoM區(qū)和PO區(qū)RWG基函數(shù)[10]，兩個區(qū)域界線上的三角形單元公共邊定義為MoM區(qū)基函數(shù)JsMoM，因此以基函數(shù)定義的兩個區(qū)域有重疊的部分。