《AEU - International Journal of Electronics and Communications》：A partitioned iterative method for bistatic scattering analysis of PEC cavities with internal–external incident field decomposition
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分块迭代法用于薄壁PEC腔体二态散射分析，通过腔口激励场分解实现内外壁独立迭代计算，合成总散射场，较IPO和PO方法精度更高，并验证了其有效性和计算效率优势。
黄达|白明
北京航空航天大学电子信息工程学院，中国北京市海淀区学院路37号，100191
摘要
本文提出了一种用于平面波激励下薄壁PEC腔体散射分析的分区迭代方法。该方法将激励场分解为由腔体开口分隔的内部和外部分量，从而能够独立地对腔体内外壁上的感应电流进行迭代计算。两部分感应电流的迭代计算是相互独立的，并且总散射场是由这两部分合成得到的。这种分区迭代方法特别适用于解决双站散射问题，在腔体和导管模型的情况下，与迭代物理光学（IPO）方法和物理光学（PO）方法相比，能够获得更高的精度。数值结果验证了该方法的准确性以及采用分区迭代策略的必要性。
引言
腔体散射及其相关应用的分析长期以来一直是重要的研究焦点[1]、[2]、[3]、[4]、[5]、[6]。在仿真算法方面，尽管有限差分时域（FDTD）方法、有限元方法（FEM）和矩量法（MoM）等高精度方法被广泛使用[7]、[8]、[9]，但它们通常存在内存需求高和计算效率低的问题。在高频方法中，射击-反弹射线（SBR）方法能够清晰地揭示散射机制[10]。然而，忽略非反射区域中的场耦合通常会导致计算精度降低。为了解决这个问题，开发了IPO方法，以比基于射线的方法获得更高的精度[11]，同时比全波求解器计算速度更快、内存使用更高效。
< />在IPO的原始规则中，阴影判断是一种用于改善内部迭代收敛性的方法[13]。对于外部结构，迭代过程不能仅基于可见性关系来确定。实际上，迭代方法也可以应用于凸形体[14]。因此，本文采用迭代方法处理外部结构，并对入射场模型进行了特定的调整。
从概念上讲，所提出的方法可以看作是传统IPO框架的广义扩展。标准IPO通过迭代磁场积分方程（MFIE）[11]来校正内腔壁上的表面电流，而我们的方法将这种迭代机制扩展到腔体的外部结构。通过引入入射场分解策略，我们为外部区域建立了有效的初始迭代条件，从而克服了标准IPO可见性判断的局限性。因此，所提出的分区迭代方法能够迭代计算内腔壁和外腔壁上的感应电流，显著提高了双站散射的精度。与[1]中的域分解方法（DDM）不同，我们有意忽略了两个区域之间的相互耦合计算，因为它们的相互作用很小[11]。为了确保迭代收敛，我们采用了雅可比最小残差（JMRES）方法[15]，数值实验验证了其有效性。
本文的其余部分组织如下：第2节介绍方法和公式；第3节给出数值结果；第4节对本文进行总结。
部分摘录
理论与公式
对于在高频率下受到平面波激励的完美电导体（PEC）腔体模型，如图1所示，总散射电场可以表示为：
E → t o t s = E → i n n e r s + E → e x t s E → i n n e r s E → e x t s 相应地，入射波也被分解为两个分量。由于开口的截断，
数值结果
在本节中，我们设计了数值示例来验证分区迭代方法。结果与MoM方法的解进行了比较。所有模拟都在配备有32核处理器、256 GB系统内存和NVIDIA GeForce GTX 1070 GPU的工作站上完成。
结论
本文提出了一种用于腔体双站散射分析的分区迭代近似算法。通过分解腔体开口处的入射场，内部和外部迭代区域的计算被解耦。这种方法在保持精度的同时减少了计算时间和内存使用。数值结果验证了该方法在主要散射瓣中能够达到与MoM方法一致的工程精度，同时
CRediT作者贡献声明
黄达： 撰写——原始草稿，方法论。白明： 方法论。
利益冲突声明
作者声明他们没有已知的可能会影响本文所报告工作的竞争性财务利益或个人关系。
