预处理结合AWE技术求解导体目标RCS

采用渐近波形估计技术(AWE)和预处理技术求解导体目标的宽带雷达散射截面(RCS)。应用矩量法求解导体目标的电场积分方程,通过构造预条件算子,使由矩量法得到的阻抗矩阵稀疏化,从而计算导体表面电流时变得简便,再结合渐近波形估计(AWE)技术计算导体目标的宽带雷达散射截面(RCS)。实例结果表明,该方法在计算电大导体目标时具有较高的计算效率和很好的精度。     

基于AWE技术的宽角度与宽频带RCS的快速计算

目标的雷达散射截面（RCS）与照射角度和照射频率都有关系,采用渐近波形估计（AWE）技术在角度域和频率域上预测任意形状的理想导体的单站RCS,通过Pade逼近求出给定角度域内任意角度及给定频带内任意频点的表面电流密度分布,进而计算出给定目标的散射场及雷达散射截面。对数值结果与矩量法逐点求解的结果进行了比较,两者吻合较好,而且提高了计算效率。     

渐近波形估计技术在三维电磁散射问题快速分析中的应用

本文将渐近波形估计技术应用到矩量法中,计算了三维理想导体目标的宽带雷达散射截面(RCS)和单站RCS方向图.用矩量法求解电场积分方程,得到给定频率点、给定方向入射波照射下的导体表面电流密度,应用渐近波形估计技术分别得到频带内任意频率点以及任意角度入射波照射下的导体表面电流密度,进而计算出宽带RCS和单站RCS方向图.计算结果表明渐近波形估计技术与矩量法结合可以逼近矩量法逐点计算的结果,且计算效率大大提高.     

具有超宽带RCS减缩特性的天线设计

该文设计了两种人工磁导体(AMC)单元,在8～20 GHz的超宽频带内,两种AMC结构能够实现180°±37° 的反射相位差,将这两种单元组成棋盘结构时,能够实现入射电磁波的散射场相消,从而在超宽的频带内实现棋盘表面法向雷达散射截面(RCS)的显著减缩。同时,利用超表面天线的概念,设计馈电网络,将设计的AMC结构用做天线,仿真发现在9.08～10.30 GHz的范围内,天线的S₁₁小于–10 dB,可以实现天线的有效辐射。实测结果和仿真吻合较好,因此该文的棋盘结构可以实现具有RCS减缩特性的天线设计。     

一种减缩微带天线RCS的新型开槽结构

提出了一种能在较宽频带范围内减缩微带贴片天线雷达散射截面(RCS)的新结构。该结构通过对天线贴片开圆形槽和横槽减缩高频段的RCS,结合对接地板开纵槽减缩低频段的RCS,从而实现了整个频带内RCS的有效减缩。理论分析和仿真、实测结果表明,该结构在保证天线辐射性能的同时,对2 GHz～8 GHz频段有较大幅度的RCS减缩,最大减缩值达27.16 dB。     

一种具有增益改善的低散射缝隙天线设计

基于次辐射源和相位对消原理,研制了一种新型可用于雷达低可见平台的波导缝隙天线。利用人工磁导体和理想电导体组成的棋盘型复合表面代替全金属表面,实现改善天线增益的同时减少雷达散射截面积(RCS)的目的。实测结果表明:加载棋盘型复合表面的缝隙天线E面和H面方向图增益提高5dB以上,同时天线工作频带内RCS减少8dB以上。     

雷达散射截面基于MBPE模型的在频空两域的双内插

Padé多项式模型一般被用于频域上的模基参数估计 ( MBPE) ,为了将空域信息卷入拟合公式 ,混合的 MBPE技术采用了 Padé多项式和单项式或多项式相结合的方法以便同时在频域和空域进行双内插。这种技术已在天线中得到应用 ,此文将该技术应用于雷达散射截面 ( RCS)领域。为了得到更高的精度和更快的计算机处理时间 ,采用了将大矩阵分块计算 ,空频域分区内插 ,以及自适应算法等方法     

高斯光圆柱太赫兹雷达散射截面的影响

通过对缩比模型的太赫兹波段雷达散射截面(RCS)测量,可以获得微波波段全尺寸目标的RCS值,因此,RCS估算和测量是当前太赫兹重要的应用技术之一。RCS估算中,通常假定入射光为均匀平面波,但在实际测量应用中,常常采用发射类似高斯光束的太赫兹源。进行了横电波情况高斯光束入射时,无限长理想导体圆柱的太赫兹雷达散射截面估算。仿真研究了2.52 THz激光准直入射和相位变化对后向雷达散射截面的影响,给出了RCS与散射角的变化曲线;同时与均匀平面波入射结果进行了比较分析。仿真结果表明,在测量圆柱半径10 mm且入射光距圆柱轴心距离1 m处的后向RCS时,用光斑半径30 mm的高斯光束较好。     

基于FEKO和CST的太赫兹目标RCS仿真

利用 FEKO和 CST 2套电磁计算软件对太赫兹频段目标雷达散射截面(RCS)进行对比仿真。首先计算同一理想导体球在1 GHz~500 GHz频率范围内的 RCS,得到理想导体球的 RCS特性曲线,与理论值进行比较,得出太赫兹频段下两者仿真性能相差较小的结论。然后分别对理想导体球、圆柱体和方形平板在太赫兹频段下不同姿态角的 RCS值进行计算,结果表明,两者在 RCS仿真上因目标不同而呈现不同性能,在计算中应根据实际目标选取合适的软件进行计算。     

天线模式项散射分析与天线RCS减缩

天线的散射场是由结构散射场和模式散射场两项组成。理论分析和实验结果表明,后者对天线的雷达散射截面(RCS)的贡献比前者要大得多,有效地克服模式散射场将会明显地降低天线的RCS。本文提出了一种以克服面天线模式散射场达到降低天线雷达截面的模式项消去法减缩天线RCS技术,并在几种天线模型上进行了实验。实验结果证明,这种技术减缩天线RCS的效果,不管在天线工作频带内还是频带外均可达到10～15dB。模式项消去法减缩技术是一种降低面天线RCS的新途径,比其它减缩技术频带更宽,具有较好的工程适用性。     

Fast RCS computation over a frequency band using method of momentsin conjunction with asymptotic waveform evaluation technique

The method of moments (MoM) in conjunction with the asymptotic waveform evaluation (AWE) technique is applied to obtain the radar cross section (RCS) of an arbitrarily shaped three-dimensional (3-D) perfect electric conductor (PEC) body over a frequency band. The electric field integral equation (EFIE) is solved using the MoM to obtain the equivalent surface current on the PEC body. In the AWE technique, the equivalent surface current is expanded in a Taylor's series around a frequency in the desired frequency band. The Taylor series coefficients are then matched via the Pade approximation to a rational function. Using the rational function, the surface current is obtained at any frequency within the frequency range, which is in turn used to calculate the RCS of the 3-D PEC body. A rational function approximation is also obtained using the model-based parameter estimation (MBPE) method and compared with the Pade approximation. Numerical results for a square plate, a cube, and a sphere are presented over a frequency bandwidth. Good agreement between the AWE and the exact solution over the bandwidth is observed     

有理函数逼近技术在合元极技术中的应用

本文将有理函数逼近技术(Rational Function Approximation Technique,RFAT)应用到合元极技术中以快速求解三维复杂目标的宽频带和宽角度散射特性.有理函数逼近技术是计算数学中的一种重要的函数逼近方法.近年来颇受关注的渐进波形估计技术(Asymptotic Waveform Evaluation,AWE)和基于模型的参数估计技术(Model-Based Parameter Estimation,MBPE)均属于有理函数逼近的范畴.本文将AWE和MBPE两种有理函数逼近技术应用到合元极技术中,并从理论分析和数值性能的角度研究和比较了两种方法的优劣.典型数值实验表明,有理函数逼近技术结合合元极技术能够极大的加速三维复杂目标宽频带和宽角度散射特性的求解.     

The simultaneous interpolation of antenna radiation patterns inboth the spatial and frequency domains using model-based parameterestimation

The Pade rational function fitting model commonly used for model-based parameter estimation (MBPE) in the frequency domain is enhanced to include spatial dependence in the numerator and denominator coefficients. This allows the function to interpolate an antenna radiated electric field pattern in both the frequency and spatial domains simultaneously, such that a single set of coefficients can be used to accurately reconstruct an entire radiation pattern at any frequency in the fitting-model range. A simple procedure is introduced for transforming interpolated electric fields into gain patterns using input impedance versus frequency curves also obtained via MBPE. The utility of this method is demonstrated by applying it to a dipole antenna over a frequency range of 150-950 MHz and using a polynomial representation in &thetas; for the coefficient spatial dependence. It is also used to estimate radiation patterns for a three-element Yagi array between the frequencies of 470 and 500 MHz using a binomial representation for the spatial variation that includes terms dependent on &thetas; as well as φ. The use of this method for interpolating radiation patterns has at least two significant advantages; one being large compression ratios for the amount of data that must be stored to accurately reproduce patterns and the other being a significant decrease in the amount of time required for modeling problems with large computational domains     

时域有限差分法结合Pade逼近快速获取介质柱宽带RCS频率响应

由于时域信号的计算是在散射体近区内进行的，远区散射场的计算是通过近远场的变换而进行的。采用FDTD法计算散射体的宽频带RCS频率响应时，如果采用频域变换法，需要在很多频点上进行近远场变换计算。为此，本文引入Pade逼近，对FDTD法计算获得的、稀疏的RCS频率响应进行逼近，然后用获得的Pade有理逼近式宽频带RCS频率响应。计算结果表明Pade有理逼近式能很好地逼近FDTD法精确计算的曲线，同时计算速度可加快十多倍。     

基于球面孔径合成成像的RCS测试方法研究

该文提出了一种基于球面孔径合成成像的雷达散射截面积（Radar Cross Section,RCS）测试方法,建立了基于去相干函数的回波信号模型,推导了基于球面孔径合成成像的RCS反演方法。首先,通过球面孔径合成三维成像方式获取被测目标的全方位-俯仰散射信息;其次,利用改进去相干函数的三维波数域积分成像处理方法获得目标的三维单视复图像,通过图像空域滤波抑制干扰目标信息;最后,通过波数域变换反演目标的RCS。该文引入去相干函数有效抑制了角度去相干和频域去相干效应对成像和RCS反演的影响,表征了目标方位-俯仰向RCS的幅度特性和相位特性,理论推导、仿真实验与数值分析均验证了该文方法的正确性和有效性。      

如何理解目标高分辨率雷达图像及其像素值

经过图像定标后的雷达图像及其像素值具有雷达散射截面（radar cross section，RCS）的量纲，但是对于该像素值是否能代表目标实际RCS电平一直存在不同的理解.本文通过引入与传统RCS定义相一致的目标散射函数和散射分布函数基本概念，结合经典目标的散射机理和雷达像分析，讨论复杂目标高分辨率雷达图像理解和对像素值的解释.研究表明:雷达图像的像素值不应直接解释为目标的RCS电平，但在空间频率域和图像域，两者数据之间满足帕萨瓦定理；在小孔径角成像条件下，空间频率域的RCS均值等于强度图像的全部像素值之和.     

PCs for AP other EM reflections

In a discussion of model-based parameter estimation (MBPE), the author covers the computation of the frequency derivatives in a moment-method formulation. The MBPE discussion is concluded, and the second-edition of Numerical Recipes, a book on numerical analysis, is reviewed     

Model-based parameter estimation in electromagnetics. II.Applications to EM observables

Discusses spectral domain model based parameter estimation (MBPE), waveform-dominated MBPE, and adapting and optimizing the sampling of the generating model. These are discussed with reference to antenna theory including scattering     

VHF频段隐身目标缩比模型的雷达散射截面测量

介绍了甚高频(VHF)频段、工作在水平(H)或垂直(V)极化发射-接收组合(即HH、VV、HV、VH)情况下隐身目标缩比模型的雷达散射截面积(RCS)测量方法;给出了低频段RCS测量与计算的详细过程,采用背景杂波对消和时域加窗处理的方法减少了低频段RCS测量的误差;并给出了两种隐身目标缩比模型的RCS测量结果。测量结果表明:由于谐振效应,在VHF下端的低频段,隐身目标的RCS在平方米的量级,远大于在微波段的测量值;在部分频点,交叉极化的RCS甚至比同极化还强。这为利用隐身目标在频率域的谐振效应和极化域的极化特征,设计具有探测隐身目标能力的现代雷达提供了理论依据。     

THz time domain monostatic radar cross section measurement of metallic plates and dihedrons

THz Radar Cross Section(RCS) measurement setup based on THz Time Domain Spectroscopy (TDS) is built to provide large scaled targets test ability in recent years. As calibrations, the metal plates and dihedrons are used in our experiments. The measurements are performed in a monostatic terahertz time-domain setup. The author proposed time domain and frequency domain calibration methods for angular RCS of calibrations, comparing the measurements with the theory to verify the ability of the time domain measurement setup.