在高频电磁场领域，除了计算常规的电小尺寸的问题外，在雷达目标识别、天线辐射、多天线及载体耦合等领域，还需要能对电大尺寸物体的电磁场进行分析计算。传统算法中基于有限元方法(FEM)以及其他基于差分法的算法，在处理这类开放域的问题时需要对传播空间划分网格，因此对于电大尺寸物体的电磁场计算，计算量相当庞大。而传统上对电大尺寸物体进行分析普遍采用各种高频近似方法（如物理光学法（PO）、一致性几何绕射理论〔1〕（U TD）等）。这些方法主要基于高频假设，即物体的每一部分基本上独立地散射能量而与其他部分无关，这样虽然可以简化感应场的计算，但对于形状复杂的物体的计算无法得到精确的结果。因此采用一种将物理光学法（PO）和矩量法（MoM）相结合计算电大尺寸物体电磁计算问题的混合方法。该方法根据等效原理将原问题进行分解，分别采用物理光学法和矩量法对电大尺寸物体的不同部分进行分析计算，数据结果表明这种方法是精确而高效的。
1基本理论
1.1矩量法
矩量法是求解线性算子方程的一种非常有效的数值方法，他是通过对算子方程中的未知函数做函数展开，从而把求解未知函数的问题转化为容易求解的以展开系数为未知量的线性方程组问题。下面就简单说明矩量法的求解过程。
用矩量法求解如下算子方程：
其中：L为线性算子；f为待求解的场；g为已知的产生场的激励源。
在算子L的定义域内选择一组基函数：，则未知函数f(x)可展开为：
这样，求解函数f(x)的问题就转化为求解系数的问题。一般取式（2）右端的前N项给出f(x)的近似值fN(x)：
根据算子L的线性性质，把式（3）代入式（1）可得：
则式（5）可以写成矩阵形式：
(3)，即求出了近似解fN(x)。
而对于电大尺寸物体,未知数的数量非常庞大,解线性方程组也就变得十分困难。因此需要对矩量法的算法进行改进以提高其计算速度。
1.2MoMPO混合法
在应用MoMPO混合方法之前，将待求解的电大尺寸散射体按图1所示的方法根据实际情况划分成若干个MoM区域和PO区域。要特别注意的是所有的线单元必须分配为MoM区域。
本文中的散射面将划分为三角形，并利用目前广泛使
式（8）和式（9）中的未知系数αn和βn的求解与传统的矩量法完全一样，可通过求解具有NMoM个变量的线性方程组得到。
由于所有的线单元必须分配为MoM区域，则PO区域的面电流可表示为：
与传统的矩量法不同，PO区域的面电流表达式中的个未知数γn不是通过求解线性方程组得到的，而是应用PO近似算法得到的。
δi,δJ,n,δI,n分别为散射体的遮挡系数因子，如果场点处于照明区则为1，阴影区则为0。分别表示将相应的电流源转变为磁场的算子。
根据RWG基函数的性质和具体的边界限定条件，式（8）和式（9）最终得到下面的电场积分方程：
电场积分方程（14）可转化成含有NMoM个变量的线性方程组，运用与传统的矩量法类似的方法可以求解出未知系数αn和βn，线性方程组的求解可得到MoM区域的面电可以很容易的由式（14）求得，所有区域的电流分布确定后，即可根据麦克斯韦方程计算电磁散射问题的近场和远场分布情况。�
2实例计算分析
计算建筑物顶部偶极子天线的方向图如图2所示。
本例计算一工作频率在300 MHz的天线置于建筑物顶部（如图2所示），分析天线方向图受建筑物影响的情况。为简化起见，该通讯天线用赫兹偶极子天线代替，计算过程中选取偶极子天线和建筑物靠近天线的部分区域为MoM区域，而其余的建筑物部分为PO区域，计算结果如图3所示，MoMPO混合方法的结果与MoM吻合得很好。
3结语
本文阐述了物理光学方法和矩量法相结合的基本理论，利用目前广泛采用的RaoS M等人 所 提出的RWG基函数来展开MoM区域的面电流和PO区域的面电流，最终得到了线性方程组的一般 表达式。本文计算实例的计算结果很好的证明了MoMPO混合方法与传统的MoM方法吻 合良好，在保证计算精度的前提下，改善了计算速度，为有效地解决电大尺寸物体的电磁场 的计算问题提供了良好的途径。
参考资料：http://www.bjx.com.cn/files/wx/xddzjs/2005-9/19.htm