基于时域抽样法的FDTD近远场变换

第２４卷第ｌＯ期计算机仿真２００７年１０月文章编号：１００６—９３４ｓ（２００７）１０—０１０３一弭

基于时域抽样法的ＦＤＴＤ近远场变换

蒋长宏０２，张云华２

（１．中国科学院研究生院，北京１０００４９；

２．中国科学院空间科学与应用研究中心，北京１０００８０）

摘要：提出一种摹于时域抽样法的近远场变换算法以改善经典时域近远场变换算法计算量大、计算速度慢的缺点。时域抽样法是基于这样一十事实：在时域近远场变换过程中不需要与时域有限差分计算同样的时间精度。在近远场变换前先对时域近场教据进行采样以减少数据的冗余，然后用改进后的算法进行近远场变换计算从而选到减少数据量、提高计算速度的目的。为验证本算法，以计算七元八术天线远场方向图为例进行算法说明，并与经典时域法进行比较，结果表明车算法在保证与经典法具有同样精度的前提下，减少了９０％数据存储空间，同时提高计算速度８０％。应用本算法可以为天线仿真优化设计、雷达散射截面（ＲＣＳ）计算等提供一种快速的时域计算方法。

关键词：时域有限差分；近远场变换；八木天线；时域抽样

中圈分类号：ＴＰ３９１．９文献标识码：Ａ

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（１．ＧｒａｄｕａｔｅＵｎｉｖｅｒｓｉｔｙｏｆｔｈｅＣｈｉｎｅｓｅＡｃａｄｅｍｙｏｆＳｃｉｅｎｃｅｓ，Ｂｅｒｉｎｇ１０００４９，Ｃｈｉｎａ；

２．Ｃｅｎｔｅｒｆｏｒｓｐ¨ｅＳｃｉｅｎｃｅａｎｄＡｐｐｌｉｅｄＲｅｓｅａｒｃｈ．ＣｈｉｎｅｓｅＡｃａｄｅｍｙｏｆＳｃｉｅｎｃｅｓ．Ｂｅｒｉｎｇ１０００８０，Ｃｈｉｎａ）ＡＢＳＴＲＡＣＴ：ＡＩｌｅＷａｌｇｏｒｉｔｈｍ：ＦＤＴＤｎｅａｘ－－ｔｏｆａｒ－－ｆｉｅｌｄｔｒａｎｓｆｏｒｍｉｓｐｒｏｐｏｓｅｄｂａｓｅｄｏｎｒｉｍｅ－?ｄｏｍａｉｎｓａｍｐｌｉｎｇｔｏｉｍｐｒｏｖｅｔｈｅｃｌａｓｓｉｃａｌｔｉｍｅ－－ｄｏｍａｉｎｎｅａｒ—－ｔｏｆａｒ—－ｆｉｅｌｄｃａｌｃｕｌａｔｉｏｎｗｈｉｃｈｃｏｎｓｕｍｅｓｔｏｏｍｕｃｈｍｅｍｏｒｙａｎｄＣＰＵｔｉｍｅｓ，Ｔｈｅｎｗａｌｇｏｒｉｔｈｍｂａｓｅｄｏｒ－ａｆａｃｔｏｆｔｈａｔｉｔｄｏｅｓｎ’ｔｎｅｅｄｓｕｃｈａｆｉｎｅｔｉｍｅｉｎｔｅｒｖａｌｉｎｔｉｍｅ—ｄｏｍａｉｎｎｅａｒ—ｔｏｆａｒ—ｎｅｌｄｃａｌｃｎｌａｔｉｏｎ鹊ｆｉｎｉｔｅ—ｄｉｆｆｅｒｅｎｃｅｔｉｍｅ—ｄｏｍａｉｎｃａｌｃｕｌａｔｉｏｎ．ＩｎｏｒｄｅｒｔｏｒｅｄｕｃｅｔｈｅｍｅｍｏｒｙｓｔｏｒａｇｅａｎｄｓａｖｅｔｈｅＣＰＵｔｉｍｅ，ｆｉｒｓｔｓａｍｐｌｉｎｇｔｈｅｔｉｍｅ—ｄｏｍａｉｎｎｅＲｉｒ—ｆｉｄｄｄａｔａｔｏｒｅｄｕｃｅｔｈｅｄａｔａｒｅｄｕｎｄａｎｃｙｂｅｆｏｒｅｔｈｅｎｅａｒ—ｔｏ

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１引言

在时域有限差分法”以１（ＦＩ）ＴＤ）中近远场变换主要有两种方法：频域法”４１和时域法ｂ圳。频域法因其计算量小、计算速度快而在计算雷达散射界面（ＲＣＳ）、天线远场方向图等方面得到广泛的应用。时域法的优点是通过一次计算就可以

收稿日期：２００７—０２—２８修回日期：２００７—０３—１９得到全额域的结果，特别适合天线方向图等宽频带响应计算，但因其计算量大，计算速度慢而没有得到实际应用。

文献［８—９］从提高计算效率角度出发提出一种基于离散小渡变换（ＤＷＴ）数据压缩的频域近远场变换算法，而时域近远场变换的快速算法却未见报道。本文以计算七元八木天线远场方向图为例介绍一种基于时域采样的近远场变换的快速方法，并且对两种算法的结果和消耗的计算资源进行了比较。

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