基于GRECO算法的场景极化电磁散射仿真研究

摘要

雷达目标的电磁散射特性表征目标的固有物理特性，包括几何结构和材料等信息。一般来说，雷达目标的电磁散射特性包括散射中心特征和极化特性。散射中心特征可以准确地描述目标电磁散射特性和目标物理结构。而雷达目标的极化信息可以反演目标结构，材料，形状，姿态取向等。极化特征和散射中心特征的组合可以详细地描述目标的结构和散射特性，提高雷达图像的可理解性。
　　电磁散射特性可以通过两种方式获得：实测和仿真。实际测量需要大量的人力物力资源，并不利于大数据获取。因此，在电磁散射理论的基础上借由计算机获得仿真数据是目前研究电磁散射特性的重要手段，电磁仿真已经成为分析目标电磁散射特性的主流方法。
　　传统图形电磁计算（GRECO）算法可以快速计算目标雷达截面（RCS），并广泛用于计算目标的电磁散射特性中。然而，RCS仅反映目标的散射特性的幅度，而没有极化信息。为了快速获得目标的极化特征，本文研究并提出了一种极化GRECO算法，以极化散射矩阵表征场景的极化电磁散射特性，从理论上推导出极化散射矩阵与RCS之间的关系。并利用计算机图形学理论获取电磁仿真计算所需的计算参数，结合分屏预处理的方法，扩大了仿真的适用范围。利用改进的物理光学法，计算场景的极化散射矩阵。并考虑到目标的二次散射情况，采用最小夹角法搜索构成二次散射的像素对，结合几何光学法和单-双站等效原理计算二次散射，提高了仿真的精度。最后，使用具有解析解的简单目标验证算法的正确性，并对典型人造目标和典型背景的极化电磁散射特性进行仿真。
　　实验结果表明，本文所研究的场景极化电磁散射特性仿真的方法——极化GRECO算法，能够实现对目标或背景的快速极化散射特性仿真。将针对目标RCS仿真的传统GRECO算法拓展到针对场景的极化散射矩阵的仿真中，并且结合分屏处理步骤、二次散射计算，从仿真参数的文件数以及仿真情况的综合考量上，提高了算法的仿真精度。

目录

第1章 绪论

1.1课题背景及研究的目的和意义

1.2国内外研究现状分析

1.3主要研究内容及论文结构

第2章 电磁散射仿真理论基础

2.1引言

2.2雷达散射截面理论

2.3雷达极化散射理论

2.4 GRECO算法理论

2.5本章小结

第3章 极化GRECO电磁散射仿真

3.1引言

3.2极化GRECO电磁散射仿真预处理

3.3极化GRECO电磁散射计算

3.4大尺寸目标分屏处理技术

3.5本章小结

第4章 基于极化GRECO电磁散射仿真实例及分析

4.1引言

4.2极化GRECO仿真流程搭建

4.3极化GRECO仿真预处理结果及分析

4.4极化GRECO电磁散射计算结果及分析

4.5本章小结

结论

参考文献

攻读硕士学位期间发表的论文及其它成果

声明

致谢