电大复杂目标高频电磁散射的快速分析

摘要

如何实时高效的获取目标的雷达散射截面积(RCS)是现代军事研究的重要课题。在常用的两种获取途径中，实地测量方法虽然结果相对准确明了，但其复杂的操作过程、昂贵的工程费用使得实测方法的应用限制较大。基于计算机仿真分析的计算电磁学成为预估目标RCS一种有效可行的理论方法。本文基于高频方法及其加速算法，分析了F-15、航母等目标在特定角度和频率下的雷达散射截面积。本文主要分为四部分:
　　 第一部分:简单阐述了物理光学法及弹跳射线法的基本原理，并简单介绍了雷达散射截面积的求解过程。
　　 第二部分:运用基于分层、相位补偿、插值、相位恢复、聚合思想的快速物理光学法分析目标在宽频带、宽角度下的雷达散射截面积，并将此思想运用到弹跳射线法的扫频问题中。
　　 第三部分:以快速物理光学法为基础，在多层分解、多层插值及聚合思想的指导下提出了多层快速物理光学法，并用ACA矩阵压缩方法对MLFPO的计算过程进行再加速，提高目标RCS的计算效率。
　　 第四部分:为了提高高频方法的计算精度，考虑边缘绕射对目标散射特性的影响，在计算精度相比物理光学法更高的弹跳射线法中增加截断劈增量绕射系数法，用此组合方法计算目标在不同极化方式下的RCS。在前期工作的基础上，考虑目标在涂覆不同厚度及不同介质材料下的RCS。程序结果与商用软件结果做了对比分析。

目录

声明

摘要

1 绪论

1．1 研究工作的背景

1．2 研究历史与现状

1．3 本文内容安排

2 高频方法的基本原理

2．1 引言

2．2 物理光学法的基本原理

2．3 弹跳射线法的基本原理

2．4 雷达散射截面的定义

2．5 小结

3 目标电磁散射的快速物理光学法分析

3．1 引言

3．2 快速物理光学法

3．2．1 问题描述及基本原理

3．2．2 快速物理光学方法的实现过程

3．2．3 数值计算结果

3．3 快速物理光学法在弹跳射线法中的应用

3．3．1 基本原理

3．3．2 数值算例

3．4 本章小结

4 目标电磁散射的多层快速物理光学法分析

4．1 引言

4．2 多层快速物理光学法

4．2．1 基本原理

4．2．2 数值计算结果

4．3 ACA加速多层快速物理光学法

4．3．1 ACA算法的基本原理

4．3．2 数值结果

4．4 本章小结

5 基于TW-ILDCs方法的目标RCS分析

5．1 引言

5．2 TW-ILDCs方法的基本原理

5．3 数值算例

5．3．1 弹跳射线法结合TW-ILDCs分析目标的交叉极化特性

5．3．2 弹跳射线法结合TW-ILDCs分析涂覆目标的RCS

5．4 本章小结

6 总结与展望

6．1 本文的主要工作

6．2 工作展望

致谢

参考文献