基于MLFMA的表面台阶多频散射特性

通过单台阶、三台阶的实测与计算结果对比,证明开发的MLFMA(Multilevel Fast Multipole Algorithm)程序可应用于表面台阶的电磁分析.采用该算法深入研究了单台阶、三台阶电磁散射与入射频率的变化关系.结果表明,频率的增加可引起单台阶电磁散射的增强,表现为雷达散射截面算术均值增加,单台阶的散射曲线具有一定的弱对称性;而三台阶除具有以上特性外,还表现为相互耦合性、曲线振荡增强、次波峰向内偏移、峰值增大.理论分析证明了上述结果的正确性,可以用来提高飞行器的隐身性能.     

快慢时间域间歇采样转发干扰生成进动锥体ISAR群阵列

为了提升空间锥体目标突防能力,该文提出一种基于快慢时间域间歇采样转发干扰生成沿距离向及方位向分布的空间锥体ISAR群阵列方法。首先分析了双站情况下空间锥体目标ISAR像成像方法;针对线性调频波分析了快慢时间域间歇采样生成空间锥体ISAR群阵列的基本原理及其ISAR假目标分布特性。最后结合电磁仿真数据,分析了快慢时间域间隙采样参数对ISAR群阵列分布的影响,可为ISAR欺骗式干扰提供参考。     

S弯进气道隐身设计中弯度参数研究

进气道是飞行器头向重点姿态角域内的强散射源．雷达散射截面减缩方法之一是将进气道设计成S弯形,以增加电磁波在进气道内反射次数,减少后向回波．在微波暗室内对系列S弯进气道进行了测试,研究上下弯折和水平弯折的进气道相对弯度对S弯形进气道散射的影响．实验结果表明,垂直极化下头向雷达散射截面均值随弯度呈“W”形变化,有两个极小值;水平极化下两种弯折方式头向雷达散射截面均值变化趋势差异较大,上下弯折时呈“W”形变化,水平弯折时单调降低．总体而言,适当的相对弯度可以较好地降低进气道的后向雷达散射截面．     

远程雷达与目标仿真的相对方位计算方法

在雷达探测飞行器目标的仿真过程中,需要计算目标被电磁波照射的方位,并且判断目标是否在雷达的探测范围内,还要根据距离计算检测概率,故需要求出雷达和目标的相对方位以及两者的距离.建立地球坐标系,计算雷达和目标的位置、姿态在这个坐标系下的分量表示.再根据这些分量求出距离.计算相对方位时,先计算目标在雷达坐标系下的分量表示和雷达在目标坐标系下的分量表示.再根据这些分量来计算相对方位角和仰角.     

飞行器目标低频电磁散射特性分析

从具有典型隐身布局的平板模型和整机模型出发,采用多层快速多极子算法(MLFMA)详细研究了飞行器目标在瑞利区、谐振区的散射特性.研究表明,对于瑞利区,不同布局的飞行器散射曲线相似且呈圆形分布,整机与其对应平板模型的散射曲线相似;随飞行器典型尺寸与入射波长之比的增加,两种极化下的曲线和全向RCS几何均值均增大,且相应的水平极化RCS值强于垂直极化;验证了在瑞利区下整机飞行器具有隐身能力的极限,相应的平板模型RCS曲线小于其整机模型散射.对于谐振区,各散射曲线均呈振荡分布,无明显高频散射特性,RCS曲线分布仍与飞行器外形关系不大,垂直极化时曲线较为复杂;提出对于类似于飞行器的复杂散射体,进入谐振区的分界线应该适当提高.     

基于ISAR像序列的锥体目标进动及结构参数估计

弹道目标进动及结构参数的提取是弹道导弹目标识别的关键。该文提出一种基于逆合成孔径雷达(ISAR)像序列实现锥体目标进动及结构参数估计的方法。基于电磁仿真数据及锥体目标的微动特性,忽略旋转对称锥体目标的自旋运动,采用距离-瞬时多普勒算法生成目标的ISAR像序列,之后采用CLEAN算法将ISAR像序列中的强散射源坐标信息提取出来;推导了锥体滑动型强散射源在成像平面上的投影轨迹公式,该公式可为进动锥体目标成像特性模拟及参数估计提供数学参考。分析观察视角对锥体目标ISAR像可观测强散射源的影响,给出了估计进动及结构参数的具体方法;最后仿真验证了成像算法及投影轨迹公式的正确性,并依据提取的坐标信息估计目标的进动及结构参数信息。     

AZO与ITO薄膜电磁散射特性对比试验研究

基于非平衡磁控溅射技术在浮法玻璃表面沉积了系列掺铝氧化锌(AZO)和氧化铟锡(ITO)薄膜,从电磁隐身角度出发,确定了两种薄膜的电磁散射测试方法和分析方法,并测试了10、15 GHz的HH、VV的极化雷达散射截面(RCS)曲线,以试验数据为基础,研究了方块电阻对两种薄膜电磁散射的影响特性。试验结果表明,AZO与ITO散射曲线具有相似性,AZO散射曲线震荡性更明显;两种薄膜RCS增益随着方块电阻的增大而变小,AZO和ITO的RCS增益曲线均震荡性降低;方块电阻合适时,两种薄膜均可实现座舱玻璃隐身。     

AZO透明导电膜电磁散射光电参数影响试验

采用常温镀膜技术在浮法玻璃表面沉积了不同方块电阻的氧化锌铝(Al-doped zinc oxide,AZO)透明导电膜,建立了透明导电膜的雷达散射截面(radar cross section,RCS)测试和研究方法;提出了基于雷达散射截面均值的相对反射率概念,结合方块电阻和可见光透过率综合分析了氧化锌铝透明导电膜的电磁散射特性.在微波暗室对不同方块电阻的氧化锌铝透明导电膜进行了测试,得到了10 GHz和15 GHz入射频率,水平(horizontal horizontal,HH)、垂直(vertical vertical,VV)极化的雷达散射截面曲线;从飞行器座舱隐身角度出发,研究了前向20°和60°角域雷达散射截面曲线分布特点,并分析了雷达散射截面均值影响特性;基于氧化锌铝透明导电膜雷达散射截面测试结果,研究了方块电阻对雷达散射截面相对反射率和可见光透过率的影响规律.研究表明,方块电阻较低时雷达散射截面曲线分布特性与对应金属相似,方块电阻增大时,前向两个角域内的RCS均值减小,隐身性能减弱,雷达散射截面相对反射率降低而可见光透过率增加,相对反射率降低速率大小与方块电阻相关,合适的方块电阻可同时满足隐身及采光需求.暗室测试结果表明,在满足座舱可见光透过率前提下,氧化锌铝透明导电膜方块电阻为18~45 Ω时,具有外形隐身作用,方块电阻18 Ω为最优,对应RCS相对反射率Re_m2和Re_dB分别为84%和0.73 dB.      

飞行器目标的双站散射特性研究

为研究飞行器目标双、多站电磁散射特性和隐身、反隐身原理,通过固定双站角、旋转目标的方法对不同双站角下目标的雷达散射截面进行了测试分析,避免了多次定标,效率较高．通过比较不同双站角下的飞行器目标的雷达散射截面,发现了其双站电磁散射的对称性、相似性和弱耦合性3大主要特性,并得出如下结论:单站隐身技术通过改变电磁散射能量的空间分布,将强散射波峰控制在重点探测方向之外实现隐身,而双站雷达主要通过截获重点探测方位(相对单站)之外的强散射波峰实现反隐身要求．因此判定目标的双站隐身特性需结合主要威胁双站角和整机所有强散射波峰进行．