(19)国家知识产权局 (12)发明 专利申请 (10)申请公布号 (43)申请公布日 (21)申请 号 202210684542.X (22)申请日 2022.06.16 (71)申请人 中国舰船研究设计中心 地址 430064 湖北省武汉市武昌区张之洞 路268号 (72)发明人 吴为军　李霜　曾宪亮　王硕威　 郑生全　 (74)专利代理 机构 湖北武汉 永嘉专利代理有限 公司 42102 专利代理师 胡建平　张宇 (51)Int.Cl. G06F 30/20(2020.01) G06F 17/14(2006.01) G06F 111/02(2020.01) (54)发明名称 超电大平台超宽谱电磁脉冲时域瞬态场预 测方法 (57)摘要 本发明公开了一种超电大平台超宽谱电磁 脉冲时域瞬态场预测方法， 属于电磁脉冲防护设 计技术领域， 包括： 对超宽谱电磁脉冲的时域激 励信号进行傅里叶变换获得频谱曲线， 再根据超 电大平台的尺 寸与计算区域的分布， 确定需要计 算频域场的离散频点集； 采用并行多层快速多极 子全波求解方法对离散频点集中的低频段离散 频点的频域电磁环境进行求解； 采用高低频协同 求解方法对离散频点集中的高频段离散频点的 频域电磁环 境进行求解； 将超电大平台计算区域 各个离散频点的频域电磁环境数据与时域激励 信号的频谱曲线对应频点对齐相乘后， 进行逆傅 里叶变换得到超电大平台超宽谱电磁脉冲时域 瞬态场。 解决超电大平台的超宽谱电磁脉冲时域 瞬态场求 解问题。 权利要求书2页 说明书6页 附图3页 CN 115081204 A 2022.09.20 CN 115081204 A 1.一种超电大平台超宽谱电磁脉冲时域瞬态场预测方法， 其特 征在于， 包括： (1)对超宽谱电磁脉冲的时域激励信号进行傅里叶变换， 获得时域激励信号对应的频 谱曲线， 再根据超电大平台的尺寸与计算区域的分布， 确定需要计算频域场的离 散频点集； (2)采用并行多层快速多极子全波求解方法对离散频点集中的低频段离散频点的频域 电磁环境进行求 解； (3)采用高低频协同求解方法对离散频点集中的高频段离散频点的频域电磁环境进行 求解； (4)将超电大平台计算区域各个离散频点的频域电磁环境数据与时域激励信号的频谱 曲线对应频点对齐相乘后， 进行逆傅里叶变换得到超电大平台超宽谱电磁脉冲时域瞬态 场。 2.根据权利要求1所述的方法， 其特 征在于， 步骤(1)包括： 由时域激励信号的傅里叶级数展开表达式， 推导出时域激励信号的离散频谱的表达 式， 利用离 散频谱的表达式获得时域激励信号对应的频谱曲线； 同时考虑超电大平台的尺寸和计算区域的分布， 充分考虑发射时域信号遇到障碍物 后， 其信号反射回计算区域的贡献， 确定需要计算频域场的离 散频点集。 3.根据权利要求1或2所述的方法， 其特 征在于， 步骤(2)包括： 将待计算平台的表面电流基函数进行分组， 任意基函数间的相互作用根据其相对位置 关系采用不同的方法计算， 依据各自所在的分组关系， 若属于近场组的强耦合作用需要采 用矩量法直接计算， 若属于远场组的弱耦合作用， 则采用MLFMA计算， 在MLFMA计算的聚合过 程将每组中的所有基函数的电流作用聚合的该组的中心 位置， 其次转移过程将组中心的作 用转移至该组的所有远场组的中心 位置， 最后的配置过程将 远场组中心的作用配置至该组 的所有基函数 上。 4.根据权利要求3所述的方法， 其特征在于， 将待计算平台的表面电流基函数进行分 组， 包括： 将待计算平台用立方体包围盒包围， 随后对该包围盒进行空间八叉树划分， 划分后的 每个小包围盒继续递归划分下去， 直至最小的立方体边长范围在0.2λ～0.5λ内， 将第一个 包围盒称为第0层， 随后分别为第1,2,...,L层， λ为计算频点对应的电磁波波长， L为待计算 平台被分层的总层数。 5.根据权利要求3所述的方法， 其特 征在于， 步骤(3)包括： 对于超宽谱电磁脉冲辐射天线采用多层快速多极子方法的低频全波电磁算法求解方 法， 对于超电大平台结构采用一 致性几何绕射理论U TD的高频电磁算法求 解方法。 6.根据权利要求5所述的方法， 其特征在于， 对于超电大平台结构采用一致性几何绕射 理论UTD的高频求 解方法， 包括： 基于从超宽谱电磁脉冲辐射天线到计算区域场点的射线路径没有被障碍物遮挡的视 距场强确定直 射场； 由电磁脉冲照射到平台结构表面时， 会在平台结构表面产生反射效应， 确定反射场； 由电磁脉冲照射到平台结构表面时， 会在平台结构产生绕射效应， 确定绕射场； 将直射场、 反射场和绕射场经过合成， 得到在平台结构影响下， 计算区域的频域电磁环 境分布。权　利　要　求　书 1/2 页 2 CN 115081204 A 27.根据权利要求6所述的方法， 其特 征在于， 步骤(4)包括： 对采样频率内的频谱数据进行补全， 其中， 第一区域是时域激励源信号的频谱数据与 电磁计算得到的频谱数据相乘之后的频谱数据， 第二区域是补充的数据， 第一区域和第二 区域的数据关于fs/2共轭对称， 最后对补全后的频谱数据进行离散逆傅里叶变换得到超电 大平台超宽谱电磁脉冲时域瞬态场， fs为采样频率。权　利　要　求　书 2/2 页 3 CN 115081204 A 3