HYBRID MODELUNG FOR ELECTRODYNAMIC ANALYSIS OF LARGE-SIZED OBJECTS
Authors: Фёдоров С.М. , Ищенко Е.А. , Бердников К.А. , Шиянов Б.А. , Козлова А.А. 
Published: October 2021

Рассматриваются методы моделирования сложных электродинамических структур, которые состоят из антенны и объекта-носителя, размеры которого превышают 100 длин волн. При выполнении моделирования предлагается рассчитывать характеристики антенны с использованием метода конечного интегрирования, а при установке на платформу-носитель - с использованием метода геометрической дифракции и физической оптики. Развитие современных вычислительных сред позволилo реализовать систему гибридного моделирования, которая позволяет достичь высокой производительности, автоматизации и точности результатов полученного моделирования. При выполнении исследования изучалась ситуация с установкой антенны спутникового позиционирования на подводной лодке, причем размеры носителя антенны превышали 800 длин волн, что делало невозможным применение метода конечного интегрирования для решения задачи. Pассматривается три способа решения поставленной задачи: с использованием диаграммы направленности и ее ручным переносом на место планируемой установки антенны, однонаправленного метода гибридного моделирования с применением источника ближнего поля, гибридного моделирования с обратной связью между проектами. Получено, что наибольшую точность обеспечивает метод гибридного моделирования с обратной связью, однако его применение требует высокой скорости накопителя данных, а также занимает длительное время. Самым скоростным методом является метод гибридного моделирования с однонаправленной связью, так как обеспечиваются автоматизированный расчет и решение поставленной задачи

The article discusses methods for modeling complex electrodynamic structures, which consist of an antenna and a carrier object whose dimensions exceed 100 wavelengths. When performing the simulation, we propose to calculate the characteristics of the antenna using the finite integration method and installed on the carrier platform using the method of geometric diffraction and physical optics. The development of modern computing environments has made it possible to implement a hybrid simulation system, which allows achieving high performance, automation, and accuracy of the results of the simulation. When performing the study, we studied the situation with the installation of a satellite positioning antenna on a submarine, and the dimensions of the antenna carrier exceeded 800 wavelengths, which made it impossible to use the finite integration method to solve the problem. The paper considers three ways to solve the problem posed: using the radiation pattern and its manual transfer to the site of the planned antenna installation, unidirectional hybrid modeling method using a near-field source, hybrid modeling with feedback between projects. We found that the highest accuracy is provided by the method of hybrid simulation with feedback, but its application requires a high speed of the data accumulator, and also takes a long time. The fastest method is the method of hybrid modeling with unidirectional communication, as it provides an automated calculation and solution of the problem