飞翼无人机多形翼尖P频段RCS特性及影响分析

全机隐身特性是先进无人机（Unmanned Aerial Vehicle,UAV）最为重要的设计目标之一。为探究不同翼尖形状对飞翼无人机P频段电磁散射特性的影响,对典型飞翼无人机翼尖进行多切面建模。采用高精度多层快速多极子方法（Multilevel Fast Multiple Algorithm,MLFMA）分析了不同翼尖方案下飞翼无人机全机在P频段雷达散射截面（Radar Cross Section,RCS）随迎角的变化,设计出优选方案,并进一步分析了优选方案下不同切割位置对整机前向平均RCS的影响。结果表明,在参考线15%处的直切翼尖方案具有最优的P频段电磁散射特性。     

三维机翼前缘影区爬行波RCS研究

分析了三维机翼前缘影区的爬行波散射机理,建立了前缘影区爬行波的雷达散射截面(RCS)计算模型.根据光滑凸曲面的一致性绕射理论(UTD)给出爬行波的后向散射远区电磁场计算公式,按RCS定义计算爬行波散射贡献.采用微分几何原理分析任意凸曲面上的爬行波短程线特性,根据爬行波在光滑凸曲面上的短程线测地曲率为零的条件,给出一种三维机翼表面短程线计算方法.对三维机翼前缘爬行波进行计算和测试,并计算分析不同机翼参数对前缘影区爬行波的影响.计算结果和测试结果吻合良好,表明该方法计算爬行波RCS快捷有效,可应用于工程分析.     

基于Pro／E的RCS计算

针对复杂目标外形RCS分析设计的实际需要,采用Pro／Toolkit程序开发技术,在VS2008环境下对Pro／E进行二次开发,实现了Pro／E造型软件与RCS预估分析的集成。论述了具体的开发设计方法,以物理光学法为基础,采用一种新型目标离散方法计算目标RCS。给出典型体的算例,表明算法具有较好的计算精度。该方法可以简化预估过程,实现目标外形与RCS的一体化分析,提高总体设计效率,因此具有较高的工程应用价值。     

战术机动对隐身飞机检测概率的影响研究

针对隐身飞机机动战术的应用问题,讨论了战术机动飞行对动态RCS 以及动态目标检测的影响。首先对某典型隐身飞机的外形进行了电磁建模,计算其全空域静态RCS,接着分别从俯仰、偏航以及滚转三个方面研究了机动飞行与雷达视线角的关系,最后建立了目标检测概率数学计算模型,利用MATLAB 编程仿真了隐身飞机采取不同机动后对动态RCS 序列及检测概率的影响,仿真结果表明隐身飞机采用战术机动时能够显著改变检测概率。该研究为隐身飞机采取战术机动突防手段提供了仿真理论和实验依据。     

基于FEKO 隐身飞机目标建模及探测仿真研究

针对商业电磁计算软件FEKO 具有多种数据导入接口的特点,首先利用Ansys 软件和Hypermesh 软件进行精细化建模,结合所建立的飞机模型选择合适的电磁计算方法仿真分析了典型隐身飞机目标F-22 的雷达散射截面(RCS)特性;然后,通过POSTFEKO 模块构建了目标的RCS 数据库;最后,从单基地雷达方程出发,分别从不同飞行高度、不同探测距离两个方面仿真计算了单基地雷达对隐身飞机目标F-22 的探测范围。该研究方法为建立军事目标特性数字化系统提供了理论分析和数据支撑。     

倾斜双垂尾L频段电磁散射特点分析

利用低散射载体,应用电磁仿真手段分析隐身飞机所采用的倾斜双垂尾的电磁散射特点。建立典型倾斜双垂尾模型,采用多层快速多极子算法（MLFMM）进行仿真计算,获得其方位角特性及雷达散射截面（RCS）量级。针对尾翼位置、倾斜角度、边缘后掠角等尾翼关键几何设计参数,建立变参数模型并进行多方案仿真。基于计算结果,分析参数敏感性,获得以上设计参数对RCS的影响规律及具体影响量级,为隐身性能约束下的尾翼设计提供参考。     

一体化双站散射图形算法

研究了图形算法计算双站RCS的方法，并将RCS分析与目标外形设计相结合，提出了一种一体化方法，将图形算法集成到CAD造型软件中，能够在目标外形设汁阶段随时分析其双站散射特性。计算实例说明．这种方法不但能够满足计算精度要求，而且可以简化RCS的前处理工作，提高目标设计的总体效率。     

用板块法计算任意复杂形体目标的雷达截面

本文在D Klement等人(1988)工作的基础上提出了一种计算任意复杂形体目标雷达截面(RCS)的新方法板块法,该方法运算速度快、使用灵活。利用该方法,本文计算了锥、柱等典型散射体的RCS。计算结果与测试结果吻合较好。在此基础上,本文计算了一飞机模型在不同姿态角下的RCS。经与实测比较,结果令人满意。     

平板缝隙阵列天线的雷达截面积分析

本文用矩量法、物理光学法及消奇点技术,对大型平板缝隙阵列天线的散射进行了研究,计算了典型阵列的雷达截面积(RCS),并进行了实验验证,两者趋势基本一致。本文计算结果表明,平板对散射场的贡献(结构项)远大于缝隙对散射场的贡献(模式项)。     

基于MATLAB的电大尺寸目标RCS计算系统研究

在分析物理光学法(PO)、等效电磁流法(MEC)、几何光学物理光学法(GOPO)等算法的基础上开发了基于MATLAB的电大尺寸目标RCS计算软件系统.应用MATLAB外部接口与FORTRAN语言混合编程提高了计算效率.最后利用该软件系统计算了典型目标和某大型舰艇的RCS,典型目标的RCS计算结果与测量值比较,吻合良好.某大型舰艇目标的RCS计算结果经分析,计算结果合理.     

机翼后缘电磁散射特性分析

采用多层快速多极子方法分析了梯形机翼后缘行波电磁散射和极化特性。针对机翼后缘半径和机翼展长等关键设计参数,建立了变参数模型并进行了多方案仿真分析,讨论了后缘半径和展长参数对机翼后缘行波在前向角域产生波峰的变化规律和散射量级。最后针对机翼后缘应用吸波材料的方案进行了计算分析,结果证明在机翼后缘应用吸波材料可以有效减缩后缘产生的行波散射。     

Review of FD-TD numerical modeling of electromagnetic wavescattering and radar cross section

Applications of the finite-difference time-domain (FD-TD) method for numerical modeling of electromagnetic wave interactions with structures are reviewed, concentrating on scattering and radar cross section (RCS). A number of two- and three-dimensional examples of FD-TD modeling of scattering and penetration are provided. The objects modeled range in nature from simple geometric shapes to extremely complex aerospace and biological systems. Rigorous analytical or experimental validations are provided for the canonical shapes, and it is shown that FD-TD predictive data for near fields and RCS are in excellent agreement with the benchmark data. It is concluded that, with continuing advances in FD-TD modeling theory for target features relevant to the RCS problem, and with continuing advances in vector and concurrent supercomputer technology, it is likely that FD-TD numerical modeling will occupy an important place in RCS technology in the 1990s and beyond     

弹头形状对导弹RCS影响的分析

对导弹的结构进行简化,建立了导弹的电磁散射模型,通过综合运用物理光学法（PO）、等效电磁流法（MEC）、几何光学法（GO）等高频方法计算了导弹模型各散射中心的雷达散射截面积（RCS）,并考虑目标各部分散射场间的相对相位关系,计算了带橄榄型弹头导弹的整体RCS,其结果与参考文献的实测结果吻合较好,这说明该文的分析方法是正确的、有效的,结果可满足工程预估的需要。在此基础上,分别计算了不同极化方式下带椭球型和半球型弹头导弹的RCS,结合RCS曲线分析了弹头形状对导弹电磁散射特性的影响。     

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。     

AWE在双负媒质宽频散射分析中的应用

该文旨在利用渐近波形估计(AWE)技术来研究双负媒质(DNG)的电磁散射特性。文章首先从双负媒质(DNG)的本构关系出发,推导出DNG的PMCHWT方程,从而解出单频率入射波下的电流和雷达散射截面(RCS);通过对阻抗矩阵元素的处理,实现了阻抗元素高阶导数的求解,成功的将AWE技术应用于DNG宽频电磁计算领域。计算实例表明:AWE计算的结果能很好地逼近精确解,同时大大提高了计算效率。     

单根箔条平均RCS改进算法研究

针对单根箔条平均雷达横截面积(RCS)的计算不准确的问题,应用二次辐射理论建立的箔条电磁散射模型,根据箔条极化情况,计算出不同入射极化条件下箔条丝和箔条云的平均散射截面,改进单根箔条的平均RCS计算误差.     

Bistatic RCS calculations with the vector parabolic equation method

The vector parabolic equation (PE) method provides accurate solutions for electromagnetic scattering from three-dimensional (3-D) objects ranging from a size comparable to the wavelength of the incident wave to several tens of wavelengths. A paraxial version of Maxwell's equations is solved with a marching solution that only requires limited computing resources, even for large scatterers. By decoupling the PE paraxial direction from the direction of incidence, the bistatic radar cross section (RCS) can be computed at all scattering angles. A sparse-matrix formulation is used to implement electromagnetic boundary conditions, ensuring that polarization effects are treated fully. Computing costs are kept to a minimum through the use of a double-pass method so that calculations can be carried out on a desktop computer for realistic targets and radar frequencies. The method has been validated on simple canonical shapes and tested on complex targets