[发明专利]一种区域分解电磁仿真方法及系统

权利要求书

1.一种区域分解电磁仿真方法，其特征在于，包括：

对天线结构模型进行区域划分，得到多个子域；所述天线结构模型为利用建模软件对待仿真阵列天线进行建模得到的天线结构模型；每一子域对应一待仿真阵列天线中的结构体；

针对每一所述子域，利用四面体网格对所述子域进行剖分，得到多个四面体；所述四面体网格的大小由对应子域的精细需求程度确定，所述子域的精细需求程度由对应结构体的精细剖分需求程度确定；

针对每一所述四面体，根据所述四面体的顶点位置以及边长度，获得所述四面体每一条边的矢量基函数，所述矢量基函数包括电场矢量基函数和磁场矢量基函数；

针对每一条所述边，利用所述边对应的矢量基函数以及所述边所属子域的双旋度电场波动方程，计算所述边所属四面体中任意一点的电场值和磁场值；

其中，所述利用所述边对应的矢量基函数以及所述边所属子域的双旋度电场波动方程，计算所述边所属四面体中任意一点的电场值和磁场值，具体包括：

对所述边所属子域的双旋度电场波动方程进行间断伽辽金测试，得到测试方程；

将数值通量代入所述测试方程中，得到第一方程；

定义满足子域电场切向连续性和子域磁场切向连续性的边界条件方程；所述切向连续性指相邻两个子域的交界面处电场和磁场在切线方向的分量是连续的；

对所述边界条件方程进行间断伽辽金测试，得到第二方程；

根据所述第一方程和所述第二方程计算所述边的电场展开系数和所述边的磁场展开系数；

根据所述边的电场展开系数，以及所述边对应的电场矢量基函数，计算所述边所属四面体中任意一点的电场值；

根据所述边的磁场展开系数，以及所述边对应的磁场矢量基函数，计算所述边所属子域的交界面处的磁场值。

2.根据权利要求1所述的方法，其特征在于，所述测试方程为：

其中，i表示第i个子域，∈_i、μ_i和σ_i分别为子域Ω_i的介电常数、子域Ω_i的磁导率和子域Ω_i的电导率；Φ为测试函数，此处测试函数等于电场矢量基函数；E为电场；H为磁场；表示法向的单位向量；j为虚部；ω为角频率；为子域Ω_i中的外加体积电流源；表示旋度符号；V表示子域的体积；S表示子域的表面积。

3.根据权利要求1所述的方法，其特征在于，所述数值通量的公式为：

其中，Zⁱ表示子域Ω_i的波阻抗；Z^j表示相邻子域Ω_j的波阻抗；所述相邻子域为所述子域的相邻子域；Hⁱ表示子域Ω_i界面处的磁场，H^j表示相邻子域Ω_j界面处的磁场；Eⁱ表示子域界面处的电场，E^j表示相邻子域界面处的电场。

4.根据权利要求1所述的方法，其特征在于，所述边界条件方程为：

其中，τ为比例因子。

5.根据权利要求1所述的方法，其特征在于，所述第二方程为：

其中，Ψⁱ为子域Ω_i的磁场矢量基函数。

6.一种区域分解电磁仿真系统，其特征在于，包括：

区域划分模块，用于对天线结构模型进行区域划分，得到多个子域；所述天线结构模型为利用建模软件对待仿真阵列天线进行建模得到的天线结构模型；每一子域对应一待仿真阵列天线中的结构体；

剖分模块，用于针对每一所述子域，利用四面体网格对所述子域进行剖分，得到多个四面体；所述四面体网格的大小由对应子域的精细需求程度确定，所述子域的精细需求程度由对应结构体的精细剖分需求程度确定；

矢量基函数获取模块，用于针对每一所述四面体，根据所述四面体的顶点位置以及边长度，获得所述四面体每一条边的矢量基函数，所述矢量基函数包括电场矢量基函数和磁场矢量基函数；

电场与磁场计算模块，用于针对每一条所述边，利用所述边对应的矢量基函数以及所述边所属子域的双旋度电场波动方程，计算所述边所属四面体中任意一点的电场值和磁场值；

其中，所述电场与磁场计算模块，具体包括：

第一测试子模块，用于对所述边所属子域的双旋度电场波动方程进行间断伽辽金测试，得到测试方程；

第一方程获取子模块，用于将值通量代入所述测试方程中，得到第一方程；

边界条件方程获取子模块，用于定义满足子域电场切向连续性和子域磁场切向连续性的边界条件方程；所述切向连续性指相邻两个子域的交界面处电场和磁场在切线方向的分量是连续的；

第二测试子模块，用于对所述边界条件方程进行间断伽辽金测试，得到第二方程；

展开系数计算子模块，用于根据所述第一方程和所述第二方程计算所述边的电场展开系数和所述边的磁场展开系数；

电场值计算子模块，用于根据所述边的电场展开系数，以及所述边对应的电场矢量基函数，计算所述边所属四面体中任意一点的电场值；

磁场值计算子模块，用于根据所述边的磁场展开系数，以及所述边对应的磁场矢量基函数，计算所述边所属四面体中任意一点的磁场值。