连通数组加速矩方法求解器性能

模拟和开发具有等距间距的大型矩形数组具有挑战性，因为随着阵列规模的增大，计算复杂度迅速上升。然而，针对该数组的适当网格化可导致基于 RWG 方法的矩量阻抗矩阵表示中出现多层 Toeplitz 结构，可用于缓解复杂度的增加。本文发展、展示并比较两种不同的方法，这两种方法都利用该矩阵结构来确定天线属性。两种方法均使用一种新颖的网格分区算法及其相关数据表示，降低了存储和计算成本。第一种求解器是一种基于多层快速傅里叶变换的迭代方法，用于加速矩阵乘法。第二种求解器方法基于一种扩展的快速直接 Toeplitz 求解器，适用于块矩阵结构。该快速直接求解器被证明具有接近机器精度的准确性。对两种加速方法在两种不同阵元类型上的评估显示，针对最多包含 900 个阵元的阵列，两种加速方法均远远优于常规直接和迭代矩阵求解器。在时间和所需存储方面均实现了改进。选择最高效的方法取决于迭代方法中的残差阈值、阵元的几何形状以及频率。针对迭代方法的两种不同预条件器进行了研究，以评估其性能。两种加速方法显著优于常规矩阵求逆方法。