一种高阶快速边界元方法作为PEC目标雷达散射（RCS）分析的基准计算框架

《IEEE Open Journal of Antennas and Propagation》：A High-Order Fast Boundary Element Method as a Benchmarking Computational Framework for RCS Analysis of PEC Targets

　　

摘要：

提出了一种快速且精确的边界元方法框架，用于基准测试各种理想电导体（PEC）目标的雷达截面（RCS）计算，包括具有较大电尺寸的尖锐边缘模型。该方法采用基于高阶切比雪夫函数的边界积分方程（CBIE）来表述磁场积分方程（MFIE）。通过H矩阵框架和分布式并行处理来填充不可接受的数值块，从而显著提高了计算效率和内存使用率。我们将该求解器称为H-CBIE，并通过大量的数值结果证明了其O(hp)阶误差收敛性、可扩展性和准确性，其中h表示网格元素大小，p表示离散化阶数。对于尖锐边缘问题，采用了局部hp细化技术以保持边缘和连接处的计算精度。我们对这种高阶加速框架进行了全面的复杂性分析，详细说明了解决方案每个阶段的误差依赖性对计算时间的影响。结果表明，当使用高阶离散化方法时，总计算时间随目标精度的提高而呈二次方增长；而传统的低阶方法则呈指数增长，这突显了所提出方法的显著效率优势及其适用于基准测试的特点。