复杂目标RCS计算的新方法一曲面像素法

该文提出一种计算复杂目标高频RCS的像素法,论述了像素法的特点以及与GRECO方法的不同点。该文还提出一种新的曲面像素法,并给出各种不同像素法计算高频目标RCS结果的比较分析,证实曲面像素法在提高目标的RCS特性分析计算精度方面的突出优点。文中还给出运用曲面像素法计算多种复杂目标体的分析实例。     

复杂目标RCS计算的新方法——曲面像素法

该文提出一种计算复杂目标高频RCS的“像素法”,论述了“像素法”的特点以及与GRECO方法的不同点。该文还提出一种新的“曲面像素法”,并给出各种不同“像素法”计算高频目标RCS结果的比较分析,证实“曲面像素法”在提高目标的RCS特性分析计算精度方面的突出优点。文中还给出运用曲面像素法计算多种复杂目标体的分析实例。     

基于图形电磁学的雷达散射截面计算方法改进

图形电磁学(GRECO)可以高效计算电大目标雷达散射截面(RCS)。但传统GRECO算法无法直接计算双站RCS和仿真多次反射,存在计算精度依赖屏幕分辨率的缺点。文中提出了基于渲染后的像素信息还原目标几何信息的方法,使其能够计算双站RCS,并结合弹跳射线法(SBR)计入多次反射的影响。同时,研究基于帧缓存对象(FBO)的离屏GRECO方法,克服了其计算精度依赖屏幕分辨率的缺点。     

GRECO中棱边检测方法及其绕射场计算的改进

图形电磁计算(GRECO)方法是计算复杂目标高频区雷达散射截面(RCS)的有效方法之一.本文分析了原始GRECO方法在判定目标图象棱边象素的不足之处,给出了相应的改进措施.改进后的软件能够更准确、充分地判定目标的棱边象素及获得棱边参数.在边缘绕射场的计算方面,本文指出了相关文献中存在的错误^[1],给出了基于等效电磁流法(MEC)和物理绕射理论(PTD)的边缘绕射场计算式,及与物理光学(PO)场叠加求取RCS的完整表达式.计算实例表明,新的方法具有更高的准确度,与实验测量值吻合.     

图形电磁计算法在双站散射计算中的工程扩展

鉴于GRECO法在电磁散射计算中具有快速、准确和可视化等特点,其在雷达目标单站RCS预估中有着广泛应用.对足够光滑的目标,当双站角较小时,可以单-双站等效原理分析其双站散射特性,但对于大双站角和复杂目标双站情况,GRECO法已不适用,而目前分析复杂目标双站RCS的CMT法和PEM法由于计算时间过长,很难满足工程设计的需要;本文给出一种新的GRECO扩展法以适应实时双站散射场分析的需求,应用GRECO、单-双站等效原理和Leonov公式,给出了适合复杂目标双站RCS计算的方法--GRECO扩展,仿真结果证明了此方法的正确性和实用性.     

基于图形电磁学雷达散射截面计算方法之改进

图形电磁学（GRaphical Electromagnetic COmputing,GRECO）利用图形加速卡和Z-Buffer技术可较为有效地解决传统电磁计算方法中存在的消隐困难和非可视化难题,是求解高频电大尺寸目标特性最有效的方法之一。但传统GRECO算法存在着无法精确提取目标法矢信息、计算精度依赖屏幕分辨率和多次反射计算困难等缺点,限制了这种方法的使用。本文针对GRECO方法就精确提取像素几何信息方法进行了简要改进,将其与基于帧缓存对象（Frame-Buffer Object,FBO）的离屏渲染技术相结合,提出了改进的GRECO算法,克服了传统GRECO算法无法精确提取像素法矢信息和计算精度依赖屏幕分辨率的缺点。进而,采用AP／PO（Area Projection／Physical Optics）法,并对传统的多次散射面元对判别方法进行了适当改进,实现了对产生多次反射目标的雷达截面计算。     

短波雷达目标散射截面的计算

利用矩量法(MOM)仿真计算了短波波段小型飞行器的雷达散射截面(RCS)，为了快速获得大型舰船的短波RCS，则利用了图形电磁计算方法(GRECO)。通过对仿真结果分析和解释，计算结果是符合实际情况的。所开发的GRECO软件在大尺寸目标的RCS计算中是准确、高效的，可以为短波雷达系统的研究提供可信的仿真数据。     

复杂目标的太赫兹波近场RCS快速计算

在太赫兹频段,散射目标大部分处于近场区域,远场计算方法已经不再适用,为此该文推导了近场雷达散射截面(RCS)的计算公式。针对太赫兹频段近场条件下,物理光学法(PO)由于面元数量巨大引起的遮挡判断耗时过长,以及图形电磁学(GRECO)以像素为计算单位计算误差过大的问题,该文提出一种以面元为计算单位,以像素为遮挡判断单位的复杂目标太赫兹波近场RCS的快速计算方法,该方法在保证计算精度的基础上,大大降低了遮挡判断的计算复杂度和时间。最后,以标准目标体平板、球体以及复杂目标体卫星在不同距离下的雷达散射截面的计算为例,验证了该方法的有效性和准确性。     

复杂目标双站RCS的图形电磁计算

本文通过物理光学和增量长度绕射系数,将图形电磁计算方法扩展到复杂目标双站RCS的计算领域,并计算了一些标准体和实际复杂目标的的双站RCS,计算结果准确可信,并且GRECO方法具有很高的计算效率,这对于雷达组网、隐身和反隐身等方面的研究具有很好的工程应用价值.     

半空间电大均匀介质目标散射分析方法

研究了半空间电大尺寸均匀介质目标散射的高频求解方法.考虑电大均匀介质目标散射特性,将半空间并矢格林函数引入物理光学近似中,结合图形电磁学(GRECO)和射线追踪方法,分别对半空间复杂目标的消隐和多重散射进行考虑,快速有效地计算了半空间电大均匀介质目标的雷达散射截面(RCS),数值结果证明了该方法的准确性.     

自由空间复杂导体目标的太赫兹RCS高频分析方法

研究了自由空间复杂导体目标的太赫兹（THz）雷达散射截面（RCS）的高频求解方法。将并矢格林函数引入物理光学方法中,对自由空间环境进行考虑,推导出自由空间物理光学分析方法,并结合图形电磁计算（GRECO）方法,采用分区显示算法改进后,在Visual C++ 2010 程序中实现目标的OpenGL 显示,对自由空间复杂导体目标进行消隐判断,提取像素面元法矢量和深度缓存等有效信息,计算了自由空间复杂导体目标的THz RCS。最后,将程序计算结果与FEKO 软件仿真结果进行比较,结果证明该方法的有效性和准确性。该研究结果为THz 雷达未来在军事、天文和遥感等领域的应用提供了重要依据和方法。     

半空间电大导体目标散射的高频分析方法

该文研究了半空间电大尺寸导体目标散射的高频求解方法。将半空间并矢格林函数引入物理光学方法中,对半空间环境影响进行考虑,推导出半空间物理光学分析方法,并结合图形电磁学(GRECO),对半空间电大导体目标进行消隐判断,提取像素面元法矢量和深度缓存等有效信息,快速有效地计算了半空间导体目标的雷达散射截面(RCS),数值结果证明该文方法的有效性和准确性。     

一种基于GRECO的复杂目标棱边建模方法

针对复杂目标高频电磁散射,利用CAD 商业建模软件,结合PO、MEC 算法实现目标RCS 计算。对于边缘绕射计算,提出了一种新的建模方法,提高了计算速度。计算结果与数值方法MLFMM 计算结果吻合很好。最后以某战斗机模型为例,实现目标角度域、频域RCS 计算,并且研究了RCS 数据在目标高分辨率距离像中的应用。实验结果表明,该方法对复杂目标高频电磁散射RCS 仿真计算具有一定参考价值。     

基于有限元建模的高频地波雷达船只目标RCS计算

雷达目标散射截面是衡量目标散射特性的重要参数,特别是处于地波雷达谐振区的船只后向散射特征,在雷达威力估计、舰船目标检测、类型识别等方面非常有用。为了有效预估高频地波雷达海面船只目标的散射特性,提出一种基于有限元建模的高频地波雷达谐振区舰船目标RCS计算方法。该方法首先利用3D-MAX对典型船只进行建模,然后利用有限元方法对船只模型进行网格剖分,最后计算出谐振区舰船目标RCS值。通过对仿真结果的分析表明,谐振区目标RCS受雷达频率、方位角等因素影响明显。     

基于改进的图形电磁学法的近场RCS计算

对近场RCS图形电磁学计算公式进行了推导,以现有远场GRECO 法为基础,通过将Open-GL中的光源设置为位置性光源,同时对目标体进行二次光照,每次光照设置不同的衰减系数,从而得到准确的光照区域和面元与点源之间的距离。最后,以标准目标体平板、球体等模型在不同距离下的雷达散射截面的计算为例,验证了该方法的有效性和准确性。     

基于KD树的射线跟踪法计算飞行器RCS

利用几何光学射线跟踪法对飞行器整体目标雷达散射截面(Radar cross section,RCS)进行估算,假设入射波为高频平面波,传播中符合几何光学定律,将入射波划分为平行入射线进行跟踪并进行口径积分。为减少射线与大型目标表面的求交计算次数,应用了KD树方法的基本原理,将飞行器目标表面划分多层子包围盒,设计了射线与子包围盒及面元遍历求交算法。应用文中方法计算了一种新型无人飞行器的RCS,计算结果与传统的RCS高频估算方法(PO方法)得到的结果以及实测结果进行比对。结果表明,文中方法较传统PO方法更接近实测结果,在飞行器RCS预估方面具有一定的应用价值。     

基于改进物理光学法的电大目标双站RCS的预估

研究了电大尺寸目标双站电磁散射的改进物理光学法。针对以往双站高频算法由于忽略阴影区电流影响,导致大双站角下计算误差有所增大的问题,提取电流步进法中的迭代算子,考虑阴影区不同面元的耦合影响,与图形电磁计算方法相结合,推导出了改进的物理光学公式。分别提取照明区和阴影区面元,按照入射波方向进行排序迭代求解,快速有效地计算了电大目标的双站雷达散射截面(RCS)。通过与多层快速多极子,以及高低频混合方法进行对比,验证了该方法的有效性和准确性。     

基于并行MLFMA的SAR舰船目标RCS计算

为提高合成孔径雷达（SAR）图像仿真效果,针对SAR图像中舰船目标雷达散射截面（RCS）计算的精度和效率问题,在利用几何建模方法构建三维舰船模型的基础上,采用并行多层快速多极子算法（MLFMA）计算了舰船目标RCS并分析了该算法的并行加速比。仿真实验表明,并行MLFMA算法适用于高频范围内较大尺寸舰船目标RCS的计算,比物理光学法（PO）和物理光学与矩量混合算法（PO—MOM）具有更高的计算精度且并行方案能明显提高求解目标RCS的效率。     

飞航导弹雷达截面（RCS）计算

综合应用扩展物理光学法、等效电磁流法和几何光学法等高频RCS分析方法,计算飞航导弹各散射中心的RCS;考虑目标各部分散射场间的相对相位关系,计算导弹整体RCS,计算结果与相关文献结论吻合较好,可满足工程分析的需要。     

多涂覆目标的RCS可视化计算

涂覆雷达吸波材料技术(RAM)是隐身技术中重要的技术之一,在现代隐身武器设计中得到广泛应用.GRECO方法使用Phong光照模型获取法矢等几何参数,只能处理目标表面单一涂覆的情况.使用索引法即用像素的颜色表示索引序号的方法,就可以处理目标表面不同部位有不同涂覆参数的多种涂覆情况.计算结果与相关文献进行比较,结果令人满意.