动目标电磁散射分析及多普勒特性研究

摘要

实际中，空间目标总是运动的，如:弹道导弹、卫星、诱饵以及空间垃圾等等。这些目标的运动轨迹多种多样，姿态千变万化。如何有效地进行系统防御和目标识别，已然成为国内外军事研究的重大课题。
　　 本文结合科研项目，分析了动目标电磁散射特性，尤其进行了RCS的变化分析。根据不同需要，选择快速多极子方法(FMM)、物理光学法(PO)进行仿真计算。在此基础上，开发了动目标RCS仿真计算软件，能够实时显示目标运动状态、轨迹数据以及RCS曲线、各时刻点数据值。对软件进行了一定的后期优化，达到较好的计算显示效果。
　　 其次，本文对目标运动产生的多普勒特性进行了分类研究。首先，对弹箭分离后弹头进动、章动进行了研究，建立微多普勒运动模型，进行微多普勒分析;其次，对海面电磁散射进行分析，运用功率谱估计方法周期图法获取多普勒频谱，以此提取Bragg共振频率。
　　 本文结合项目需要，对动目标电磁散射以及多普勒特性进行了详细分析，具有一定的实际应用价值。

目录

声明

摘要

1 绪论

1．1 研究背景及意义

1．2 本文结构安排

2 电磁散射分析的基本方法

2．1 物理光学法

2．2 快速多极子算法

2．3 RCS仿真实例

2．4 本章小结

3 动目标RCS的变化分析

3．1 最小能量轨道生成

3．1．1 基本坐标系及坐标系转换

3．1．2 轨道描述及轨道参数求解

3．1．3 基于轨道参数的运动轨迹生成

3．1．4 弹道仿真实例

3．2 动目标姿态角的计算

3．2．1 坐标系转换矩阵的欧拉角表示

3．2．2 坐标系建立及目标姿态角的定义

3．2．3 坐标变换与姿态角的计算

3．3 动目标RCS仿真实例

3．4 动目标RCS仿真计算软件设计

3．5 本章小结

4 弹道目标微多普勒特性研究

4．1 弹道目标进动的微多普勒特性研究

4．1．1 弹头进动数学模型

4．1．2 弹头进动仿真实例分析

4．2 弹道目标章动的微多普勒特性研究

4．2．1 弹头章动数学模型

4．2．2 弹头章动仿真实例分析

4．3 本章小结

5 海面多普勒谱特性研究

5．1 研究背景及方法

5．2 海面几何建模

5．3 准静态法原理

5．4 Bragg共振及多普勒谱分析

5．4．1 Bragg共振

5．4．2 多普勒谱分析

5．5 仿真算例

5．6 本章小结

6 总结与展望

6．1 全文总结

6．2 后续工作展望

致谢

参考文献