多层介质桅杆柱雷达散射截面的预估研究

摘要

随着雷达探测技术的日益提高以及制导武器的迅猛发展，飞机、舰船、坦克等武器搭载平台在战场上的生存环境越来越恶劣，发展隐身武器的需求日益急迫。而精确计算武器的雷达散射截面是研究武器隐身性能的首要前提，因此如何简单快速地获得雷达散射截面就有了重要意义。随着计算机技术的发展，计算机软件仿真目标的雷达散射截面以其低廉的成本、短暂的用时以及准确的结果，战胜了实际的建模测量，计算机软件仿真已成为获得目标雷达散射截面的最佳选择，本文就是利用计算机软件仿真来计算多层介质桅杆柱的雷达散射截面。
　　桅杆柱位于舰艇最高处，作为最先被雷达探测到的位置，对其外套介质层进行隐身处理成为顺理成章的选择。而对于这种套接多层介质的桅杆柱，因其几何外形电尺寸巨大且由于介质层的影响使的散射机理复杂，一般的计算仿真很难得到其雷达散射截面，因此开发针对多层介质桅杆柱雷达散射截面的仿真软件就有了巨大的工程实际意义。
　　本文针对多层介质桅杆柱的雷达散射截面计算，首先收集了多种常用的计算方法；通过比较各种算法的特点，选择了矩量法和物理光学法混合算法作为多层介质桅杆柱雷达散射截面的计算方法。接着，本文详细介绍了矩量法和物理光学法，并分别通过实例验证本文所推导的矩量法和物理光学法的正确性；在说明矩量法和物理光学法混合算法前，本文建立多层介质桅杆柱的模型并依据混合算法特点对模型进行了混合剖分，在此基础上，本文推导了矩量法和物理光学法混合算法公式；然后用Microsoft Visual C++编写了计算多层介质桅杆柱雷达散射截面的软件，通过此软件对矩量法和物理光学法混合算法计算结果高效准确的特点进行了说明；最后计算了多层介质桅杆柱在“固定入射角度，扫描雷达波频率”时的雷达散射截面，以及“固定雷达波频率，扫描入射角度”时的雷达散射截面，并把得到的结果与实际建模测量的雷达散射截面结果对照，验证软件的有效性，达到预期目的。

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第一章 绪 论

1.1 研究背景

1.2 国内外研究进展

1.3 研究意义

1.4 本文内容安排

第二章 雷达散射截面与分析方法

2.1 雷达散射截面

2.2 雷达散射截面计算方法

2.3 本章小结

第三章 几何模型的建模与剖分

3.1几何建模

3.2 几何模型剖分

3.3 本章小结

第四章 物理光学法

4.1物理光学法原理

4.2 介质物理光学法

4.3 照明面元的筛选

4.4 物理光学中积分公式的计算

4.5 算法验证

4.6 本章小结

第五章 矩量法

5.1矩量法的数学表述

5.2基于RWG基函数的电场方程的矩量法

5.3 矩量法方程的计算

5.4 算例验证

5.5 本章小结

第六章MoM-PO混合算法

6.1 混合算法几何剖分

6.2 MoM-PO混合算法原理

6.3 MoM-PO混合算法矩阵方程推导

6.4 本章小结

第七章 算法的编程与结果分析

7.1 程序编程与实现

7.2 软件使用说明

7.3 混合算法特性分析

7.4 计算结果与分析

7.5 本章小结

第八章 结论

致谢

参考文献