散射增强箔条雷达特性研究

文中提出一种基于角反射器的箔条雷达散射特性增强方法，旨在通过增强单根箔条的散射特性，利用有限数量的箔条实现海量箔条云团的雷达散射截面积（radar cross section，RCS）.在传统"偶极子"箔条的基础上，利用圆板角反射器结构的强散射特性来增强箔条的电磁散射.同时，为了兼顾各个方向上的电磁散射，利用多个圆形角反射器拼接成为外轮廓为球形的强散射结构，通过调节球形结构的半径，可以实现对单个箔条和箔条阵列RCS的控制.最后，将单个箔条组成阵列，形成新型箔条结构.对工作频率、入射角度、球形包络半径等不同参数下基于角反射器散射增强的箔条雷达散射特性进行了仿真分析，结果表明利用新型箔条散射增强结构，能使单根箔条的RCS增大30 dBm2以上.     

角反射器在太赫兹波段的散射特性研究

太赫兹雷达散射特性的研究对于目标识别、跟踪以及截获有重要意义.设计了0.22 THz频率步进雷达散射截面(Radar Cross section,RCS)测量系统,提出了针对频率步进太赫兹雷达信号体制下,角反射器RCS的提取方法.采用实验与仿真相结合的方式,得到了单个角反射器和角反射器组在4°范围内的太赫兹雷达散射截面.结果表明,角反射器类目标的RCS实验测量结果与理论计算结果在误差范围内一致性较好,为进一步精确测量目标在太赫兹波段的散射特性奠定了研究基础.     

目标RCS分析中多次反射的计算方法

本文讨论目标RCS分析计算中多次散射的计算方法，计算多次散射时主要考虑面元．面元之间的相互作用，计算过程采用几何光学法(GO)、物理光学法(PO)。同时给出计算例子，考虑多次散射时总的后向RCS与前人发表的实验结果相吻合。     

靶标雷达特性快速预测与分析

含多次散射复杂靶标雷达特性的快速预估和分析是靶标设计优化的重要基础,同时也是电磁散射建模领域的重要研究课题之一。多次散射结构及其复杂散射机理导致靶标雷达特性仿真效率低下、特性分析困难。本文提出了一种CPU多核并行技术、GPU硬件加速技术和KD?Tree遍历技术相结合的靶标高频电磁散射加速方法,建立了带腔舰船、角反射器阵列与舰船等含多次散射复杂靶标的高频电磁散射模型,可以满足大型靶标进行快速评估的需求。本文进一步提出了多次散射距离像位置快速预测方法,通过多次散射射线分集结合射线路径相位理论预估,快速推导了多次散射等效视在中心的位置,揭示了含腔靶标的多路径散射机理与作用过程;并通过舰船目标的仿真与分析,建立了大型靶标多次散射形成的强散射贡献与其具体几何结构之间的映射关系。     

复杂目标多次散射计算的高频混合方法研究

在物理光学方法基础上,结合几何光学方法和射线跟踪方法,导出一种能有效计算复杂目标多次散射的高频混合方法一区域投影物理光学方法（AP／PO）。为验证方法的有效性,应用AP／PO方法计算了角反射器和相互垂直的两个导体板的雷达截面,计算结果与测量结果有很好的一致性。通过对某飞机模型RCS的计算及与实验数据对比,进一步证明AP／PO方法适用于复杂目标多次散射的计算。     

带电磁带隙结构微带天线的时域溅射特性研究

在微带天线上加电磁带隙(Electromagnetic Band Gap,EBG)结构,能够有效减小天线工作频带内的雷达散射截面(Radar Cross Section,RCS),目标识别比较困难.利用时域散射波形特性,与频率RCS相结合,实现低RCS目标的测量.采用并行时域有限差分(Finite-Difference Time-Domain,FDTD)对带EBG结构的微带天线的时域溅射特性进行了研究,分析了其时域散射波形形成机理,研究了其双站时域散射特性以及频域RCS的变化规律.从而得出,带有EBG结构的天线虽然具有较低的频域RCS,"隐身"特性较好,但是其时域散射波形开始部分场值的幅度很大,需要经过一段时间场值稳定后才能呈现出低散射特性,本文把这种特性叫做时域溅射特性.     

基于超材料的RCS增强器设计

针对传统的金属面角反射器结构形式固定、重量大的问题,提出了利用超材料结构代替金属面的设计方法。仿真结果表明,与同等尺寸的双面角RCS增强器相比,超材料RCS双面角增强器的RCS增强了2 d Bsm。而与同等尺寸的金属三面角反射器相比,超材料三面角反射器同样具有良好的性能。因此,可以在雷达系统的性能检验和试验验证过程中,利用超材料RCS增强器代替传统金属面角反射器,达到增强RCS强度和减轻角反射器重量的目的。     

其它理论与技术

计算机图形学在 RCS 预估中的应用(见9908340)脉冲探地雷达的模拟计算(见9908176)稀布阵综合脉冲孔径雷达旁瓣对消性能分析(见9908160)复杂目标近场电磁散射的可视化计算方法(见9907560)三面角反射器的高频电磁散射分析(见9907555)     

旋转式RCS可变角反射器的结构设计与可行性研究

导体金属角反射器是雷达无源干扰的重要防御手段,但目前使用的角反射器,其雷达截面积（RCS）值固定不变,伪装欺骗的类型有限。采用定性分析和仿真实验相结合的方法,设计了一款旋转式RCS可变角反射器,同一反射器可以形成不同的RCS值,伪装不同类型的目标,具有良好的应用前景。     

超电大目标与分形海面复合散射研究

舰船与海面构成复合目标,其雷达散射截面(RCS)的研究一直是电磁计算领域中的重点和难点。文中建立了Weierstrass分形海面和目标三角面元的几何模型以及基于物理光学法(PO)和弹跳射线法(SBR)的海面目标的电磁散射模型。采用OpenGL图形编程技术与C++多线程处理技术设计了一款可视化目标电磁散射预估系统(ESEE)V1.0,对比典型目标体RCS 与商业软件FEKO 的计算结果,验证了ESEE的可靠性。通过计算不同海况的海面RCS 及超电大尺寸舰船与海面复合散射RCS,分析了海面散射以及超电大目标与海面复合散射特性。     

低空雷达导引头海面目标检测性能分析

该文以雷达导引头低空检测海面目标为背景,综合分析了多径环境和海杂波环境对雷达导引头目标检测的影响。通过对目标回波、多径散射的镜反射、漫反射以及海杂波进行建模,结合具体场景,仿真分析了镜反射、漫反射以及海杂波对雷达导引头接收信号的影响,进而分析了多径散射和海杂波对雷达导引头检测不同大小目标时检测性能的影响效果。仿真结果表明:雷达导引头检测RCS低于1 m2的小目标时,海杂波是影响雷达导引头检测性能的主要因素;雷达导引头检测RCS大于10 m2的目标时,多径效应是影响雷达导引头检测性能的主要因素;雷达导引头检测RCS大于104 m2的目标时,雷达导引头的检测性能不受海杂波和多径效应影响。     

海面对低空目标短波散射特性的影响

海上目标散射特性的分析在短波超视雷达的应用中起着极其重要的作用。本文从求解半空间散射问题的矩量法出发，分析研究了海面对目标后向散射截面的影响。数值结果表明，海面与目标间的耦合导致后向散射截面围绕某一固定值上下波动，随高度的增加波动幅度逐渐减小，结合目标在自由空间中的双站散射特性，文中给出了分析和判定海面影响的近似方法。     

三维随机粗糙海面与舰船的复合电磁特性的高频方法分析研究

3维随机粗糙海面与其上方复杂目标复合电磁(EM)散射特性的建模与分析在微波遥感、目标识别、雷达成像、导弹制导等领域中有着重要的研究价值。该文主要研究了基于高频算法的随机粗糙海面及舰船的复合电磁散射特性,开发了PO-IPO混合方法,为3维随机粗糙海面与复杂目标一体化高效求解提供了新思路。文中分别使用了物理光学方法(PO)、迭代物理光学方法(IPO)、PO-PO以及PO-IPO混合方法对海面及舰船进行了建模与仿真,其中,引入锥形波来代替平面波作为发射源,锥形波可以更好地抑制粗糙面在边缘位置被突然截断而形成的电磁反射和边缘绕射等效应。从数值仿真结果中可以看出,PO-IPO混合方法可将复杂物体本身面元间以及粗糙海面与物体间的耦合作用考虑在内,因此PO-IPO可以作为一种有效的途径来快速获取随机粗糙海面及舰船的复合电磁散射特性。      

分形粗糙表面涂覆目标太赫兹散射特性

该文采用物理光学法方法研究了具有分形粗糙表面的涂覆目标太赫兹散射特性。基于分形粗糙面建立表面粗糙目标模型,根据菲涅尔反射系数得出表面电流分布进而得到涂覆粗糙目标的雷达散射截面。对比分析了具有粗糙表面和光滑目标的散射结果,详细讨论了不同频率、不同涂层厚度的表面粗糙钝锥目标模型的太赫兹散射特性,计算结果表明在太赫兹波段目标表面的粗糙度对散射有显著的影响。      

A Monte Carlo study of the rough-sea-surface influence on the radarscattering from two-dimensional ships

The generalized forward-backward (GFB) method was introduced in Pino et al. (1999) for computing the electromagnetic scattering from two-dimensional targets on a rough surface. The GFB method is used in this article to generate numerical data for a Monte Carlo simulation of the horizontally polarized radar cross section (RCS) of two-dimensional ship-like targets on random rough sea surfaces. The RCS is computed as a function of the incidence angle and wind speed for a large number of surface realizations. It is found that the mean RCS of a given target on a rough surface is generally lower than or equal to the RCS of the same target on a flat surface, while the maximum RCS is usually greater than or equal to the flat-surface case. It is also observed that the variations in the RCS introduced by the rough surface become less significant as the elevation angle approaches grazing     

Low angle scattering from 2-D targets on a time-evolving sea surface

The results of a numerical investigation of the electromagnetic scattering from two-dimensional (2-D) targets on a time-evolving sea surface are presented. The 2-D radar cross section (RCS), or "echo width," is computed as a function of time as the sea surface evolves linearly using the spectrally accelerated generalized forward-backward method. It is shown that the RCS varies with time on the order of seconds, which is much longer than the typical pulse width or pulse repetition rate of search radars. It is also observed that for low-grazing angles of incidence the primary sea surface influence on the RCS comes from the long waves in the ocean spectrum.     

海况对海面目标雷达回波的影响分析

海面自身随机多变的特性会对海面目标的雷达回波信号检测产生重要影响。文中利用分形方法对海面建模仿真, 模拟了五种不同的海况,基于雷达工作原理设计了一款雷达视频回波信号仿真软件,提高了仿真的逼真度和实时性。针对雷达散射截面(RCS)不同的舰船目标模拟仿真雷达回波,研究了海况对海面目标雷达回波的影响。结果表明:随海况等级的增加,海杂波噪声信号增强,RCS 相对较小目标的雷达回波会逐渐被海杂波淹没。海面目标雷达回波仿真软件既能用于分析海面及目标的电磁散射特性;同时,在目标检测与识别中会有重要应用价值。     

Couplage du lancer de rayons et des interactions arêtesurface pour une analyse 3d rapide de cibles complexes

A fast high frequency analysis method of complex 3D perfectly conducting targets is carried out using a Shooting and Bouncing Ray (sbr) approach. A set of rays representating the incident plane wave is shot towards the target and each ray is followed according to reflection and/or diffraction laws. The scattering of intercepted surfaces throughout the multiple bounces, the edge diffraction, the surface- edge and the edge- surface interactions are considered. All these contributions are summed up to compute the target far field. We present Radar Cross Section (rcs) results about an helicopter, a tower and corner reflectors.     

扩展底面角反射体RCS特性分析及其应用

三角形角反射体用于海面靶标中,存在一些问题:在低俯仰角情况下,其RCS特性易受海面环境的影响,RCS值显著下降。针对这些问题,分析了底面无限扩展的三角形角反射体的RCS特性,给出了相应的几何光学计算公式,公式应用到扩展底面角反射体中,将其计算结果与标准角反射体进行了比较,结果表明扩展底面角反射体在低俯仰角情况下,能够增强目标的RCS值。在低弹道导弹试验任务中,可以考虑采用扩展底面角反射体来替换标准角反射体。