基于SVD-CBFM的导体目标单站的RCS快速求解方法

摘要

目标散射特性研究在雷达、隐身和反隐身及遥感、地质探测等方面都具有十分重要的实际意义，是目前工程领域研究的重点课题之一。矩量法作为本课题研究的有效数值方法，在计算电大、复杂的目标时，存在计算和存储困难的问题。特征基函数法在矩量法的基础上进行了改进，通过分块的方法有效解决了计算量大及存储困难的问题，是近年来国内外学者研究的热点课题之一。本文在特征基函数法的基础上，提出了两种快速有效计算目标单站雷达散射截面(RCS)的方法。
　　第一种方法采用再压缩自适应交叉近似(RACA)算法加速改进的奇异值分解特征基函数法(SVD-ICBFM)求解导体目标单站RCS。在SVD-ICBFM中，特征基函数(CBFs)采用SVD，分解时间较长。本文采用RACA分解CBFs，可有效缩减分解时间。同时运用RACA压缩阻抗矩阵，从而进一步提高次要特征基函数的求解及缩减矩阵的构造效率。
　　第二种方法是在SVD-CBFM的基础上提出的一种增强特征基函数法(ECBFM)，该方法构造的ECBFs由改进的主要特征基函数(IP-CBFs)和改进的次要特征基函数(IS-CBFs)组成。IS-CBFs的构造由多径散射方程得到，并用IP-CBFs替换多径散射方程中的主要特征基函数(PCBFs)。该方法在保证计算精度的前提下，可大大减少入射波数。此外，运用RACA算法对激励进行压缩，有效节省CBFs的生成时间。
　　为了验证上述方法的有效性和可靠性，本文研究了几种不同导体目标的单站RCS，为后续电大目标电磁散射问题的求解提供了有利的基础。

目录

声明

摘要

第一章 绪论

1．1 研究背景及意义

1．2 电磁学计算方法

1．3 雷达散射截面

1．4 主要工作和文章结构安排

1．4．1 主要工作

1．4．2 文章结构安排

第二章 矩量法

2．1 矩量法的基本原理

2．2 基函数和检验函数

2．3 三种形式的表面积分方程

2．3．1 电场积分方程

2．3．2 磁场积分方程

2．3．3 混合场积分方程

2．4 基于RWG基函数的MoM离散积分方程

2．5 采用仿真软件建模

2．6 数值算例

2．7 本章小结

第三章 应用RACA算法加速SVD-ICBFM

3．1 引言

3．2 特征基函数法

3．2．1 Ⅰ型特征基函数法

3．2．2 Ⅱ型特征基函数法

3．2．3 奇异值分解特征基函数法

3．3 改进的奇异值分解特征基函数法

3．4 RACA算法的原理

3．4．1 ACA算法

3．4．2 RACA算法的实现过程

3．5 应用RACA算法加速SVD-ICBFM

3．5．1 应用RACA算法压缩阻抗矩阵

3．5．2 应用RACA算法压缩CBFs

3．6 数值算例及分析

3．7 本章小结

第四章 增强的特征基函数法

4．1 引言

4．2 改进的主要特征基函数法(IP-CBFM)

4．3 增强的特征基函数法(ECBFM)

4．4 数值算例及分析

4．5 本章小结

第五章 结束语

参考文献

致谢

硕士期间完成的论文和参加的科研项目