面元散射模型在海上舰船目标双站复合散射中的应用

来源 :2010年全国电磁散射与逆散射学术年会 | 被引量 : 0次 | 上传用户:szoysj
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针对海上超电大尺寸舰船复杂目标复合散射的应用需求,着重讨论一种将海面散射贡献面元化,且考虑面元相位近似的适合分析电大尺寸海面电磁散射特性的面元散射模型.并结合等效电磁流方法(MEC)、多路径镜像原理分析了舰船目标散射及其与粗糙海面的耦合作用,从而建立了一种高效可行的高频混合解决方案。
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受计算效率和计算规模的限制,等离子体电磁散射数值计算方法难以满足含大规模等离子喷流目标的电磁散射计算的工程需求。针对这一缺点,通过研究等离子体谐振频率对等离子体隐身性能的影响,提出了一种等离子体喷流优化处理方法,在一定程度上解决了计算量难以承受的问题,并结合工程应用,利用移位算子时域有限差分方法计算和分析了非均匀等离子体隐身性能,结果表明通过合理的设计和控制等离子喷流内部的电子密度分布,可以在较宽
利用基于拉氏变换的电流密度卷积(LT-JEC)时域有限差分(FDTD)方法处理等离子体复杂介质;同时通过引入周期边界条件,将无限大周期结构转换为单个元胞的有限区域的计算,实现了抽象模型向实际计算模型的转变,计算了以等离子为背景的二维等离子光子晶体的功率反射和透射系数。研究了二维等离子体光子晶体带隙特性随等离子体各参数变化的变化规律,得出了具有相当适用价值的结论,为实际制作等离子体光子晶体提供了理论
运用物理光学法(PO)和射线追踪法(RT)对面元一次近场散射、面元间二次近场散射及面元与粗糙海面的近场复合散射进行了分析.计算了正交二面角和某船模的散射近远场随入射角的变化,分析了目标散射近远场的特点并对目标与正弦型组合海面之间的近场复合散射进行了讨论.
采用PO方法计算了表面涂敷雷达吸波材料电大尺寸复杂目标的RCS。通过引入表征介质表面散射的反射系数,推导了涂层目标PO方法的RCS计算公式,并以简单的球面模型RCS计算为例,证明了该方法的正确性。计算了涂敷吸波材料下电大尺寸导弹与飞机目标的双站RCS,结果表明选取合适的吸波材料涂层参数能够有效的减小目标的RCS。
Maliuzhinets方法是求解各向异性阻抗劈绕射的经典解法.然而当各向异性阻抗劈的劈角任意时,Maliuzhinets劈面特殊函数为复杂的积分形式,无法得到简洁的一致性几何绕射理论(UTD)解形式.本文应用数值匹配方法(NMM),以初等函数形式表示任意劈角情况下Maliuzhinets劈面特殊函数的近似表达式,并应用此简洁形式得到正入射情况下,任意劈角的各向异性阻抗劈的NMM-UTD解.
为了探索异向介质在电大尺寸导体目标雷达散射截面(RCS)减缩中的应用,基于J.B.Pendry教授等人提出的异向介质电磁外衣的理论,设计了新型异向介质单元,并制作了电大尺寸圆柱形异向介质电磁外衣,且在微波暗室中进行了RCS测量.理论分析和实验结果表明,新单元组成的电磁外衣对入射波的极化不敏感;在11GHz处由于该结构具有异向介质特性以及在19GHz附近由于其具有周期结构谐振特性同时获得了低后向散射
对于具有多个等效散射中心的扩展目标,其散射场存在波前畸变,使得目标跟踪雷达出现测角误差。随着目标的不断运动,测角误差出现闪烁性变化,即角闪烁。讨论了扩展目标的角闪烁形成原理,以及具有多个等效散射中心的复杂目标的角闪烁计算方法,并通过算例分析其角闪烁特性。
基于扩展传播内层展开(EPILE)结合前后向迭代法(FBM)研究粗糙面与上方单个目标复合散射,提出广义EPILE(GEPILE)结合广义前后向迭代法(GFBM),快速精确研究粗糙海面与上方导弹及漂浮舰船目标的复合电磁散射问题。与矩量法比较,验证GEPILE+GFBM的效率和精确度.同时详细讨论目标水平距离、目标高度对双站雷达散射系数(BSC)的影响.
提出了一种粗糙面分区的并行迭代算法,并对近场目标与粗糙面的复合电磁散射特性进行仿真计算,计算结果与快速多级子方法结果吻合较好,且该算法适用于目前较为普及的PC集群并行计算,并行效率较高,其可计算问题的最大电尺寸将主要受限于计算机硬件,是开展近场电大尺寸目标与地海面复合电磁散射特性仿真计算研究的一种有效方法。
构建了一套RCS测量系统,设计并制作了雷达目标与粗糙表面模型。对孤立目标、金属平板表面上雷达目标,粗糙面上雷达目标和孤立粗糙表面4种不同情况下的后向散射特性进行了测量实验,得到了随方位角变化的目标RCS与二维成像结果,并对测量数据进行了初步分析与处理.