复杂目标雷达散射截面的分析方法

摘要

随着计算电磁学的发展，电大尺寸目标的电磁散射特性越来越受到关注。快速分析电大尺寸目标的雷达散射截面(RCS)对于隐身技术和反隐身技术有着重要的意义。为了快速有效的计算目标的RCS，本文主要做了以下研究：用物理光学(PO)方法研究电大尺寸目标的RCS，并用等效电磁流(MEC)思想对其进行修正、射线密度归一化(RDN)的弹跳射线(SBR)方法、基于物理光学方法研究等离子体涂覆导体目标的高频散射特性、物理光学与矩量法(MoM)的混合方法。 首先，本文就高频方法中的物理光学方法做了详细的介绍，并基于等效电磁流的思想对其进行了修正。第二部分，在弹跳射线理论的基础上引入射线密度归一化的思想来研究RDN-SBR方法，该方法是一种对电磁波经过多次反射后所引起电流的近似，这种近似使面元上的场和电流能够被混合方法直接应用。第三部分，出于对军事目标隐身技术的需要和等离子体独特的隐身特性，本文采用把非均匀等离子体分成若干层各向同性介质的方法来研究其反射系数随等离子体参数的变化趋势，并在此基础上基于物理光学原理计算导体目标上涂覆等离子体的雷达散射截面。第四部分，介绍了高低频混合方法。虽然矩量法可以精确的计算物体的电磁散射特性，但是随着所研究的物体的尺寸越来越大和结构越来越复杂，受计算机内存的影响，矩量法在计算过程需要消耗大量的时间，甚至会无法计算。在此情况下介绍了物理光学和矩量法相结合的方法，通过对物体划分不同的区域而采用不同的方法，可以使两种方法之间优势互补，既能满足一定的精度，又可以减少未知量的个数，从而提高计算效率。针对矩量法在求解过程中的迭代问题，本文引入多分辨预处理技术，使混合方法在满足精度不变的前提下提高了计算效率。

目录

文摘

英文文摘

声明

1绪论

1.1研究背景

1.2高频方法的简介

1.3数值方法简介

1.4论文的研究内容及框架

2物理光学(PO)方法的基本原理

2.1引言

2.2物理光学(PO)方法基础

2.3遮挡判别

2.3.1单重遮挡识别

2.3.2多重遮挡识别

2.4雷达散射截面公式

2.5利用等效电磁流方法对物理光学的修正

2.5.1棱边绕射场的计算

2.5.2棱边的识别

2.5.3等效电磁流公式的推导

2.6数值仿真

2.7本章小节

3基于射线密度归一化的弹跳射线方法

3.1引言

3.2基于RDN思想的SBR方法

3.2.1射线密度的计算

3.2.2射线的剖分密度与物体表面的剖分密度的关系

3.2.3物体表面总场的计算

3.3数值仿真

3.4本章小结

4等离子体涂敷目标的高频散射特性

4.1引言

4.2电磁波在等离子体中的传播特性

4.2.1电磁波在非磁化等离子体中的传播

4.2.2涂敷等离子体目标的散射场计算

4.3数值仿真

4.3.1等离子体不同参数对反射系数的影响

4.3.2涂敷等离子体目标的散射特性

4.4本章小结

5物理光学和矩量法的混合方法

5.1引言

5.2 MoM的基本原理

5.3 PO-MoM混合方法的基本原理

5.4多分辨原理加速PO-MoM混合方法

5.4.1基本原理

5.4.2等级网格的产生

5.4.3多分辨预处理矩阵

5.5数值仿真

5.6本章小结

6总结与展望

6.1本文的工作总结

6.2研究工作展望

致 谢

参考文献