VI Международная студенческая научная конференция Студенческий научный форум - 2014

При проведении анализа и синтеза сложных электродинамических объектов необходимо довольно точно учитывать протекающие в них физические процессы. Основные характеристики в большом числе случаев довольно быстро изменяются с изменением частоты, а также поляризации и углов падения электромагнитных волн. Для того, чтобы изучать основные характеристики объектов для широкой полосы частот и различных углов наблюдения необходимо использовать или специальный антенный полигон, или безэховую камеру. Их стоимость может быть довольно большой.

В этой связи, довольно часто прибегают к математическому моделированию.

В вычислительной технике в последнее время произошли значительные изменения. Сейчас используются многоядерные процессоры, позволяющие проводить многопоточное выполнение кода. При этом обслуживание интерфейса делается в отдельном потоке, а обработка данных – в другом. Также разные потоки могут обрабатываться на разных процессорах одновременно, что действительно ведет к увеличению скорости исполнения.

В ряде случаев интерес представляют значения характеристик рассеяния объекта не только на одной частоте, а на совокупности частот.

В работе решается ряд задач:

1.Разрабатывается модель рассеяния электромагнитных волн на объектах произвольной формы;

2.Проводится разработка алгоритма численного решения задачи рассеяния электромагнитных волн на основе метода интегральных уравнений;

3.Разрабатывается программная реализация алгоритма решения в рамках интегральных уравнений с распараллеливания вычислений.

Использование интегральных уравнений предполагает расчет токов, текущих по поверхности объекта. Такой метод эффективно работает при расчете характеристик рассеяния тел, размеры которых находятся в резонансной области. При увеличении размеров объекта заметно возрастает требуемое для расчетов машинное время, а также объем оперативной памяти.

При запуске программы формируется новый процесс. Могут быть созданы дополнительные потоки, которые в основном используют для того, чтобы выполнялись фоновые задачи. Каждый поток имеет собственный стек, но системные ресурсы потоки используют совместно.

С использованием значений характеристик рассеяния объекта на одной частоте можно проводить прогнозирование его характеристик рассеяния на других частотах., то есть, нет необходимости прибегать к проведению реального эксперимента.

На основе метода интегральных уравнений создан алгоритм численного решения задачи, на основе параллельного алгоритма метода исключения Гаусса описан процесс распараллеливания вычислений. При помощи рассмотренного алгоритма разработана программа в среде визуального программирования Delphi 7.0 . Расчет проводится для резонансной области, то есть размеры тела составляют несколько длин волн.

ЛИТЕРАТУРА

1.Преображенский А.П. Методика прогнозирования радиолокационных характеристик объектов в диапазоне длин волн c использованием результатов измерения характеристик рассеяния на дискретных частотах / А.П.Преображенский, О.Н.Чопоров // Системы управления и информационные технологии. 2004. № 2 (14). С. 98-101.

2.Преображенский А.П. Моделирование и алгоритмизация анализа дифракционных структур в САПР радиолокационных антенн /А.П.Преображенский – Воронеж, Издательство «Научная книга», 2007, 248 с.

3.Преображенский А.П. САПР современных радиоэлектронных устройств и систем / А.П.Преображенский, Р.П.Юров // Вестник Воронежского государственного технического университета. 2006. Т. 2. № 3. С. 35-37.

4.Свиридов В.И. Основные принципы параллельных вычислений / В.И. Свиридов // Успехи современного естествознания. 2011. № 7. С. 190.

Код для цитирования: Скопировать