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。     

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。     

基于多层快速多极子方法的三维目标RCS高效数值求解技术

随着工程应用的不断深入,复杂三维目标雷达截面积(RCS)的高效计算越来越受关注.本文介绍了我们所发展的基于多层快速多极子方法的几种高效数值方法:后期近似迭代多层快速多极子方法、自适应射线传播多层快速多极子方法、快速远场近似多层快速多极子方法、高阶多层快速多极子方法.作为数值方法,这些方法通用性强,适于任意形状目标RCS·计算.它们不仅具有很好的计算精度,也具有优良的计算性能.对于未知量数目为N的三维电磁散射,计算量为O(NlogN)量级,存储量为O(N)量级,特别适合求解复杂三维目标RCS,有望在将来的雷达工程领域得到更深入的应用.     

一种高速动态目标电磁散射模型外场验证方法

提出了一种基于RCS统计特性的空间高速动态复杂目标电磁散射模型验证方法.该方法首先将高速动态复杂目标电磁散射模型外场验证转化为一个同分布假设检验问题,根据目标类型信息假定其RCS统计分布模型并利用Kolmogorov统计量进行确认;然后,依据起伏统计特性选择假设检验统计量;最后,给出了完整的验证流程并成功用于验证实例.     

时域无网格算法二维TEz 波电磁散射模拟问题研究

为了分析目标TEz波电磁散射特性,发展了求解二维TEz波电磁散射问题的时域无网格算法。算法涉及的离散点上的空间导数通过在无网格点云结构上引入函数加权最小二乘逼近确定;数值通量则用近似黎曼解计算确定,通量运算涉及的物理量左右状态值,用二次函数重构替代通常的线性重构以提高计算精度,并沿用四步Runge-Kutta格式进行时间推进求解。论文用发展的算法成功模拟了飞行器主体带外挂等模型模拟的二维情形电磁散射场,并给出了对应的双站雷达散射截面(RCS),展示出电磁波照射方向、外挂尺寸以及外挂与主体的相对位置等因素对主体散射特性的影响。     

基于联合处理的复杂目标RCS估计方法

目标雷达散射截面积（Radar Cross Section, RCS）计算在隐身设计、电子对抗、目标探测、识别和成像等方面具有重要的研究价值,是目标电磁散射特性的重点研究方向。针对复杂目标RCS估计问题,基于属性散射中心模型的单一方法在估计大角度范围的目标RCS时会产生较大误差,而物理光学方法需要在每个观察角度对目标表面的面元进行遮挡判别才能准确得到目标RCS,计算量大。因此,本文提出一种联合属性散射中心模型和物理光学的处理方法,在部分观察角度通过物理光学方法分析确定目标的属性参数集,再通过属性散射中心模型分析快速估计任意观察角度、不同频率下的目标RCS,获得在大角度范围的结果更加准确、计算量更小。最后采用FEKO软件仿真验证了所提方法的有效性。     

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。     

飞机目标动态RCS仿真技术研究

针对飞行器目标在实际飞行过程中由于飞行姿态变化对目标电磁散射截面（radar cross section，RCS）的影响，提出了一种新的动态目标电磁散射建模方法.首先，对飞行器目标精确建模问题，提出了利用激光扫描方法对真实目标进行外形扫描，再通过逆向重构技术得到目标精确几何外形；然后利用实际飞行过程中测试数据，将获取的目标相对于雷达视向角信息代入仿真程序中，使用一体化电磁散射计算软件对一定航路上运动目标进行仿真计算，消除飞行姿态扰动对仿真数据的影响，使动态目标电磁散射建模更加符合实际飞行情况.仿真结果表明，本文方法可快速、准确获取飞机目标动态RCS仿真结果，具有很好的工程应用价值.     

考虑多次散射的复杂目标一体化电磁散射计算

在复杂目标电磁散射计算中,表面散射、棱边散射以及凹形结构的多次散射是最为重要的几种散射贡献。研 究了包含表面散射、棱边散射和凹形结构多次散射的复杂目标一体化电磁散射计算方法,开发了基于UG 建模软件的 一体化电磁散射计算软件,其中表面散射计算采用了图形电磁计算方法,棱边散射算法采用ILDC,并使用UG/Open 实现了复杂目标棱边自动识别,对于包含多次散射的腔体等凹形结构,开发了基于NURBS 曲面的射线追踪方法和SBR 算法,实现了腔体结构多次散射计算。所有算法都统一在UG 建模软件中开发,实现了从目标几何建模到散射计算的 一体化,简化了模型前处理过程。算例表明,所开发的一体化散射计算软件计算精度高,通用性强,具有很好的工程 应用价值。     

基于动态RCS的舰船雷达回波仿真与分析

研究电大复杂目标的雷达散射截面(RCS)计算及雷达回波模拟仿真技术具有重要意义。基于物理光学法（PO）和弹跳射线法（SBR）设计了一款仿真软件,综合考虑海杂波和噪声的作用,计算舰船动态RCS及雷达回波。针对3种形状、大小不同的船模计算RCS值并仿真分析这些船模在不同场景下的雷达回波信号。仿真结果表明,相比设定RCS均值的方法,动态RCS计算方法更适合在复杂的海面情况中识别目标特性并提取有效信息。研究结果可为雷达系统仿真中的目标识别及电磁隐身技术提供可靠计算方法。     

基于GRECO的复杂目标ISAR图像仿真

提出一种与图形电磁计算方法相结合的1SAR图像实时仿真方法.利用图形电磁计算(GRECO)方法得到运动目标的电磁散射数据,通过发射线性调频信号得到运动目标的雷达回波,并对仿真回波进行ISAR成像处理.与传统采用点目标仿真不同,该文是对实际三维目标直接仿真成像,更加接近实际,更加适合应用与成像效果分析、算法改进和抗干扰方面的研究.对于目标表面散射场的分析,是基于高频预估理论:采用物理光学(PO)法与物理绕射理论(PTD)来进行计算.从对复杂目标的仿真结果来看,该方法是准确有效且具有实时性的.     

THz全尺寸凸体粗糙目标雷达回波散射建模与成像仿真

回波仿真是研究雷达成像体制、算法及后续应用的前提条件,目标散射建模又是回波仿真的重要一环。在THz频段,目标常常具有超电大尺寸,这使得利用经典电磁计算方法面临现实困难。而波长的减小使得目标表面粗糙起伏成为不能忽略的因素,这使得传统基于点散射模型的回波生成手段难以适用。如何对目标进行THz散射建模及高效的雷达回波生成成为亟待解决的问题。该文提出了基于面片分级的半确定性建模方法,采用粗糙面全波法计算面片的散射场,再将各面片散射场转换至目标坐标系并相干叠加得到带有相位信息的雷达回波。利用小尺寸粗糙模型,通过与高频数值方法进行对比,验证了该文方法的有效性,并给出了全尺寸锥体的成像结果。初步解决了THz频段全尺寸凸体粗糙目标散射建模及回波生成问题,为后续成像体制和算法研发打下了基础。      

隐身目标的P 波段电磁散射特性仿真研究

介绍了敌方隐身目标的威胁、P 波段反隐身的基本原理及该频段电磁散射特性的研究现状,分析了基于快速多极子技术的全波数值仿真方法在隐身目标散射特性精确求解中的独特作用;阐释了基于快速多极子技术的全波数值仿真方案实施的矩量法原理、快速多极子技术、预处理算法及高效迭代求解技术,通过与标准体的测量结果对比,验证了仿真方案的可靠性及精度;利用文中提出的仿真框架对几种典型的隐身目标进行数值仿真,讨论了隐身目标在P 波段的电磁散射特性。     

基于云计算环境下无人机航迹并行算法研究

为了提高无人机在自主飞行时航迹计算工作的效率,建立了一种基于云计算环境下的航迹算法并行计算模型.通过搭建一个机群系统来模拟云计算环境,将A＊算法进行并行化处理,利用并行算法快速高效的特点尝试将航迹计算任务交给云计算环境中不同的服务器中去执行并迅速得到结果,仿真结果证明此法可行.与传统方法相比,借助并行算法可使无人机航迹计算变得更加灵活、迅速,大大提高了无人机在复杂电磁环境中的生存能力,为无人机未来入网化发展提供了有益的尝试.     

一种分层并行计算的软件化雷达系统

为解决软件化雷达系统实时处理大规模数据的问题,提出了一种分层级的分布式并行计算方法,并设计了一种低延时大规模数据处理能力的软件化雷达系统.该系统采用三层并行计算方法,利用ZeroMQ技术实现了任务级的分布式计算,多线程技术实现了线程级的多核并行计算,Arrayfire平台实现了数据级的图形处理单元(Graphic Pr...     

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。     

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。     

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。     

基于统计型积分方程的高斯粗糙面散射计算

基于统计型积分方程方法(Stochastic Integral Equation Method, SIEM)实现了高斯粗糙面的高效散射计算.与传统求解随机粗糙面散射特性的蒙特卡洛法(Monte Carlo Method, MC)相比, 该方法采用统计面元格林函数, 考虑粗糙面高斯随机分布的场源耦合影响, 只需要计算一次矩阵元素和待求未知量, 提高了求解粗糙面问题的计算效率.数值结果显示, 文中方法与MC吻合, 计算效率得到显著提高.