基于KD-Tree的组合目标电磁散射快速算法

用线索KD树空间加速算法对复杂目标的几何结构进行重新组织,然后根据弹跳射线法(SBR)基本原理进行目标和射线的求交计算,进而计算出复杂目标的多次散射场。该算法充分利用了树结构的快速遍历特性,避免了大量的、无效的求交计算,显著提高了传统射线追踪法的效率,加速比最高可达90倍。数值结果验证了本方法在组合目标雷达散射计算中的有效性。     

距离多普勒算法在雷达目标远场成像中的应用

利用计算机仿真计算目标模型的雷达散射截面(RCS)是估测雷达目标散射特性的一种方法.利用距离-多普勒(R-D)成像算法对所得目标RCS仿真数据进行分析,可得出目标的雷达散射中心分布.对简单模型的成像处理结果证明这种方法是可行的.     

FDTD算法在ARM电磁散射特性计算中的运用

研究反雷达导弹(Anti-radar Missile,缩写ARM)的电磁散射特性,对于选择合适的雷达工作频率,提高雷达抗ARM能力,具有重要价值.文中运用FDTD算法研究了反雷达导弹的电磁散射特性.该算法在缩减内存需求以及宽频带计算上都体现了较大的优越性.文中对两种典型的美国ARM"百舌鸟(Shrike)"导弹和"哈姆(AGM-88HARM)"导弹建立了数学模型,并进行了FDTD计算,给出了RCS数值结果,与理论分析是基本吻合的.     

高频段掠海目标的电磁散射特性研究

针对掠海目标的低探测性问题,以蒙特卡洛法生成的PM(Pierson-Moskowitz)海洋谱粗糙面模拟真实海面,为消除人为截断粗糙面引起的边缘衍射,引入三维锥形波,结合稀疏矩阵平面迭代及规范网格法(SMFIA/CAG)与矩量法(MOM)求解目标与粗糙面的迭代积分方程。计算分析了掠海巡航导弹在高频段(HF)下的电磁散射特性,结果表明根据不同入射方向,采用相应的极化方式才能获得最佳探测效果。这对利用天波超视距雷达对抗超低空目标具有一定的参考价值。     

PC集群MPI并行矩量法研究复杂目标的电磁散射

利用基于PC集群MPI并行平台的并行矩量法研究了实际军事目标一导弹与飞机的电磁散射特性。根据MPI并行平台的特点，提出了阻抗矩阵按行划分的矩阵填充方法，并给出了求解矩阵方程的并行共轭梯度法的详细过程。通过对比不同进程的计算时间，给出了该方法的并行计算效率，并证明了该方法为求解三维电大尺寸目标的电磁散射问题提供了一定的解决方案。最后，利用并行矩量法计算了雷达波迎头照射三维导体导弹与飞机目标时的雷达散射截面并与FEKO软件的计算结果进行了对比。     

飞行器目标RCS计算方法适用性研究

飞行器隐身设计的重要参数是雷达散射截面(Radar Cross Section,RCS),因此RCS的快速精确预估对飞行器隐身设计具有重要意义。目前针对飞行器目标已经发展了很多种RCS的计算方法,分别从目标电尺寸大小、目标类型以及实际分析应用等三个方面对现有的高频近似算法、数值精确算法的适用性进行了详细研究,并分析了各种算法的优缺点,如计算精度、效率、误差等。在目标电尺寸方面主要研究各种方法的计算精度和效率,目标类型方面主要研究飞行器布局、腔体以及不连续特征的计算方法,而实际应用方面则是从多方位散射、多频散射、多站散射三个方面对计算方法进行了分析。研究结果对飞行器隐身设计具有一定参考价值。     

RCS测量中两种数据处理算法的比较和分析

就引信目标特性物理仿真时,近场旋转目标的雷达散射截面积——Radar CrossSection(简称RCS)的两种数据处理算法进行了分析,就某一目标模型在旋转时的测试数据用雷达方程和相对比较法进行了计算。计算结果证明,两种算法的数值比较吻合,在近场目标特性研究的课题中均可用于去计算目标的RCS。     

基于压缩感知的ISAR像目标旁瓣抑制新方法

在ISAR成像中,基于脉冲压缩的处理方法不可避免地会产生目标旁瓣现象。为了有效的抑制目标旁瓣,提高目标识别能力,文中提出了一种基于压缩感知理论的ISAR成像方法,该方法根据雷达原始回波信号与参考信号作差频处理后所得信号的稀疏特性,构造合理的傅里叶基矩阵实现雷达数据的稀疏表征,然后利用正交匹配追踪算法重构目标谱图,并得到目标旁瓣被有效抑制的目标ISAR像。最后,通过仿真实验验证了文中方法的有效性和可行性。     

基于分层结构的复杂多发箔条云团散射模型

为了提高计算复杂多发箔条云团的雷达散射截面的精度和效率,提出了一种基于分层结构的复杂多发箔条云团散射模型。对多发箔条云团采用"层-角-角"结构划分,准确模拟箔条云团单元的电磁散射特性,并考虑箔条云团各部位之间的遮挡和相互作用系数,经过迭代计算,得到复杂多发箔条云团的雷达散射截面。模型的验证计算结果表明,该模型具有较好的精度和实用性。     

大规模多阶段任务系统马尔可夫可靠性模型的存储和计算

由于马尔可夫模型在进行多阶段任务系统的可靠性分析时,系统状态随部件增加呈指数增长,从而导致大规模条件下模型求解所需的存储量和计算量十分巨大。而根据马尔可夫模型中转移速率矩阵Q的取值规律和稀疏特性,给出了矩阵Q中元素q_ij基于状态二进制表示的计算公式,并提出了一种Q矩阵压缩存储(QMCS)方法。在模型压缩存储的基础上,进一步提出了基于Krylov子空间的可靠性求解算法。通过算例对比了不同压缩存储方案和不同求解算法的存储量、计算时间和可靠性结果,分析表明基于QMCS和Krylov子空间的模型求解方法具有较高的存储和计算效率,特别是在矩阵规模较大的情况下,该方法的计算耗时优于其他方法,且结果精度也能满足可靠性计算需求。     

基于物理光学法和面元法的目标近场RCS计算

针对求解目标近区电磁散射特性,提出基于物理光学法和面元法计算目标近场雷达截面积(RGS),即采用目标形体构造的面元法建立目标的表面模型,利用物理光学法计算目标近区场上的每单元的散射场,而后对所有单元的散射场矢量求和得到整个目标的散射场和雷达散射截面(RCS).将目标的RGS计算结果代人引信电路仿真模型获得的目标多普勒信号和引信启动点与实测结果的统计特性一致,证明该方法具有实用性.     

基于CWT的近距离目标散射结构成像方法

高分辨探测信号能够有效地激励出复杂目标的散射结构信息。随着探测系统工作模式的不同目标结构信息以不同的形式反映在目标雷达回波中。本文针对毫米波雷达弹载工作模式,基于对近距离下毫米波FMCW雷达目标回波特性的分析,提出一种利用CWT时频分析对目标二维散射结构成象的方法。仿真实验证明了这一方法是切实可行的。     

飞行器太赫兹散射特性仿真及抑制方法研究

采用弹跳射线法对典型飞行器的太赫兹后向雷达散射截面分布特性开展仿真分析,基于仿真结果,综合应用增大表面粗糙度和涂覆吸波材料两种措施,抑制太赫兹散射并分析抑制效果。研究结果表明:飞行器前向和后向的散射特性较强,正后向的雷达散射截面峰值可达60 dBsm;采用抑制措施后,在飞行器正后向±10°范围内,发射接收采用同向垂直(HH)极化方式下雷达散射截面平均降幅达19.62 dBsm,采用同向水平(VV)极化方式下雷达散射截面平均降幅达19.35 dBsm。     

动态雷达目标电磁散射中姿态角的计算

建立合适的电磁散射模型是逼真地复现雷达目标的运动特性和回波特性的前提,而雷达动目标姿态角的计算是建立电磁散射模型的关键。文中提出了利用雷达目标的运动航迹求解雷达动目标姿态角的方法,并对其求解过程进行了推导,提出了任意姿态下进行动态雷达目标电磁散射特性仿真的一种思路。仿真计算结果验证了该方法的准确性和有效性,该方法可以在实际工程中推广应用。     

基于散射中心模型的典型目标宽带雷达回波仿真

分析宽带雷达条件下目标的散射特性,由局部性定理可知扩展目标的电磁散射特性可由不同散射中心表示。采用基于几何绕射理论的GTD散射中心模型描述目标高频电磁散射特性,提取散射中心参数,给出宽带雷达目标回波仿真方法,将目标散射特性与雷达发射信号进行计算得到典型目标基带回波信号。以某战机为例,利用提取的散射中心参数,重构宽带雷达目标回波信号,并对模拟的回波信号匹配滤波得到目标一维距离像。分析了一维距离像的展宽与偏移并得到精确一维距离像,该距离像真实地反映了目标散射中心的距离信息和归一化幅度信息。     

有源假目标的高分辨极化鉴别研究

针对高分辨率分时极化测量雷达体制,本文研究了有源假目标等欺骗性电子干扰的鉴别问题。分析了任一椭圆极化天线有源假目标的极化特性,导出了其瞬态极化投影矢量(IPPV)的解析表达式,分析了不同极化电磁波激励下雷达目标散射回波IPPV的起伏特性。在此基础上,给出了能够有效表征有源假目标和雷达目标极化特性之间差异的IPPV水平、垂直和局部起伏度的概念和定义,设计了有源假目标的高分辨极化鉴别算法。结合实测数据,仿真实验表明了本文所提鉴别算法的可行性和有效性。     

箔条云建模与极化特性仿真技术研究

为分析箔条干扰极化特性以及提高制导雷达基于极化特性差别的抗箔条干扰能力,建立不同密度、形状、分布的箔条云空间模型,将电磁场数值计算方法引入到箔条云极化散射特性的计算,计算结果表明箔条云雷达截面积大小与密度成正比,且满足全极化大于同极化、同极化大于交叉极化的规律,同时计算得到了极化散射矩阵各元素数值.研究结论对于建立真实的模拟战场环境、开展雷达的抗极化干扰实验、改善雷达性能具有重要意义.     

舰载察打无人机概念设计与隐身特性数值模拟

为提高海军航空兵远洋战略投送能力,概念设计一种舰载察打无人机,并进行隐身特性分析。采用CATIA 软件概念设计3D 数字样机,基于物理光学法计算三角形面源散射,基于等效电磁流法计算劈边缘绕射,并将二者 结合进行隐身特性分析,综合数值模拟飞机的雷达散射截面积(radar cross-section,RCS)散射特性。实验结果表明： 采用CATIA 软件,能高效地概念设计飞机的3D 数字样机,可用于论证飞机设计方案;该RCS 计算方法可高效地计 算复杂飞机的RCS 散射特性。     

复杂微动目标SAR仿真技术

针对基于微动特征提取的目标识别技术研究,提出了一种基于电磁散射计算的微动目标SAR回波仿真方法。该方法在完成雷达目标动态几何建模的基础上,结合目标高频电磁散射计算与距离频域回波模型,能够实现指定雷达视角和电磁参数条件下的微动复杂目标SAR回波仿真与图像模拟。结合实际情况,以螺旋桨飞机为例,研究了其SAR回波特性和成像特性,仿真结果表明该方法能够有效解决微动仿真问题。     

舰载发射装置RCS数值仿真研究

雷达散射特性是发射装置生命力设计的重要部分,降低发射装置的雷达散射,减小其目标特性,能够增强其战场生存力。利用FEKO研究了发射装置的雷达散射特性,对发射装置姿态角0°、5°、10°、15°、20°分别进行了计算,计算得出了在姿态角15°时RCS值最小,通过分析评估了发射装置的隐身性。