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该文以CTSA的分析计算和优化设计为主要内容,包括有:1、根据反应原理建立积分方程,按Galerkin法产生代数方程组.采用精确的解析积分方法得到阻抗矩阵的快速计算公式,使计算效率大为提高.通过均匀网格划分生成了Toeplitz矩阵,经数值拓展用循环卷积(CC)与FFT技术实现了矩阵与向量的快速乘积.应用迭代法,解决了结构参数、方程变化等在优化模型中出现的问题.通过大量数值实验,探讨了各种迭代算法的原理、改型、预优、和加速技术,成功地引入Arnoldi过程与GMRES算法,结合CC与FFT实现了完整而有效的快速分析模型,在收敛性、稳健性等方面都显著优于常用的CG-FFT.2、首次在TSA分析中使用了MPIE与空域Green函数的快速求解方法,依据全波离散复镜像理论(DCIT)及由其发展出的采用广义函数束法(GPOF)的两级处理技术计算空域Green函数,并在此基础上完全解析地计算MoM阻抗矩阵,建立了包含实用CTSA参数的分析模型.3、首次将多目标优化问题与GA方法应用于CTSA的优化设计.4、设计了CTSA的奇偶模双工馈电器、阻抗匹配网络与转换电路,包括接入CTSA的阻抗渐变线、减少电路耦合与辐射的波导壁、奇偶端口微带线到鳍线的巴仑等部分.采用全波软件模拟,通过人工参与进行结构微调,取得了满意的计算与实验结果.5、根据优化获得的CTSA结构与双工器,制作了ka波段,中心频率为37.5GHz的样品,设计了实验方案.