柔性射频技术研究中心在《IEEE Antennas and Wireless Propagation Letters》期刊发表最新论文：“Efficient Analysis of Electromagnetic Scattering in Large-Scale Finite Periodic Structures Using Characteristic Modes”

2025年11月研究进展：特征模有效分析大规模有限周期结构的电磁散射       （Efficient Analysis of Electromagnetic Scattering in Large-Scale Finite Periodic Structures Using Characteristic Modes）

周期特征模分析（PCMA）已经被证明为分析大规模有限周期阵列的有效方法，其通过计算参考单元的特征模（CM）作为基函数并将其应用到整个阵列，避免对每个单元特征模的重复求解，实现了电磁特性的快速分析。然而，基函数的求解过程中，忽略了单元之间的耦合。

针对上述问题，提出了一种基于特征模理论的子全域基函数，并结合压缩感知（CS）技术实现大规模周期阵列散射特性的快速计算。一方面，通过引入虚拟单元构造一个3×3子阵列求解特征模，得到的9类CM-SED基函数包含了周围单元的影响。根据子阵列在整体周期阵列中的空间位置，将九种类型的CM-SED基函数分配给相应的单元。然后，采用CS技术对阻抗进行部分填充，以构造超定方程而不是缩减矩阵方程，提供了与PCMA不同的思路。

与PCMA相比，该方法在相同基函数数量的条件下，实现了更高的精度，并且计算效率相当。此外，PCMA利用阵列的周期性实现缩减矩阵的快速填充。相比之下，该方法采用CS部分填充缩减矩阵，矩阵方程的构造效率更高，并且通用性更强。

该工作由东南大学柔性射频技术研究中心的郭飞为第一作者，陆卫兵为通讯作者，论文发表在《IEEE Antennas and Wireless Propagation Letters》（影响因子：4.8）。

 图1  9类基函数的电流幅值

图2两个不同单元形状阵列的RCS计算结果对比

论文信息

F. Guo, T. Liu, B. Song, W. Yang and W. Lu, "Efficient Analysis of Electromagnetic Scattering in Large-Scale Finite Periodic Structures Using Characteristic Modes".

 IEEE Antennas and Wireless Propagation Letters, EEE Early Access, October. 2025.

https://ieeexplore.ieee.org/document/11194093