基于双层ACA算法快速求解单站RCS问题

利用积分方程法计算三维目标单站RCS时,需要逐个角度地进行矩阵方程的求解。为了提高计算效率,本文采用自适应交叉近似算法(ACA)对多角度照射时生成的激励矩阵进行低秩压缩,减少了矩阵方程的求解次数;进一步基于单站角度上的分组方式提出了双层ACA算法,该算法对内存占用极小,提高了算法的并行性,而且更有效地实现了激励矩阵的降秩;最后结合多层快速多极子算法(MLFMA)实现电大尺寸目标的快速求解。数值计算结果表明,该算法能大幅减少大宽角条件下的单站RCS计算时间,具有较高的计算精度和计算效率。     

IPO结合FMM，RPFMM，FaFFA方法快速计算电大腔体的RCS

迭代物理光学法结合快速多极子(IPO+FMM)方法,可以快速计算电大腔体的电磁散射特性。传统的快速多极子(FMM)方法需要计算两组的转移因子以及转移过程的全部角谱分量,计算开销是非常大的。随着组间距离的增大,转移过程可以用射线多极子(RPFMM)简化计算,为了充分利用射线多极子方法中参与计算的有效角谱分量随着组间距离增大而变少的特性,采用一种随着组间距离增大自适应调整参与计算的角谱分量的锥形区域的射线多极子方法(RPFMM),当两组距离足够大而位于远场时,用远场近似方法(FaFFA)进一步简化计算。结果表明该方法能在保持计算精度的同时并能较IPO+FMM方法进一步减少计算资源占用、提高计算速度。     

基于压缩感知结合HFSS 软件求解目标单站RCS 问题

针对传统数值算法处理多角度入射目标电磁散射问题计算量大的劣势,根据压缩感知理论设计了一种含有丰富入射角度信息的激励源,结合Ansys HFSS 商业软件的建模功能,形成一种快速处理目标单站RCS 分析方法,通过对理想导电立方体和微带阵列天线等算例的分析,验证了新算法与传统方法相比具有计算效率高、处理复杂目标能力强等优点。     

基于快速多极子算法的飞机翼面RCS的计算

本文基于快速多极子算法对采用吸波结构的翼面进行计算,然后与全金属翼面的结果进行对比,验证吸波结构翼面在一定程度上能减小其RCS,实现更好的隐身性能。     

MLFMA结合最佳一致逼近快速求解目标宽带RCS

该文将多层快速多极子与最佳一致逼近结合计算了目标宽带的电磁散射特性。通过求解给定频带内的切比雪夫节点和节点处的目标表面电流,实现了频带内任意频点表面电流的快速预测,从而快速分析了目标宽带电磁散射特性。将计算结果与MLFMA逐点计算的结果进行了比较,结果表明在不影响精度的前提下,该方法大大地提高了计算效率。     

FMM用于快速计算电大腔体的RCS

利用迭代物理光学法(IPO)计算一般电大尺寸腔体的电磁散射特性,在迭代过程中用快速多极子方法(FMM)加速计算.在雅可比最小残差法(JMRES)的积分运算中引入FMM并与共扼梯度法(CG)的计算效率进行了比较.采用结构化分组,利用转移因子的平移不变性对计算和存储进行了优化.计算结果表明这些加速方法是有效的并能极大地提高计算效率.     

基于球谐变换的无人机蜂群RCS快速分析算法

为了获取目标的雷达截面积(Radar Cross Section,RCS)，传统的方法是采用矩量法（Method of Moment,MOM）或多层快速多极子方法(Multi-level Fast Multipole Algorithm,MLFMA)，尽管对目标的RCS计算精确，但其要求计算机的存储量大且计算耗时。而对于由上百成千个小型无人机组成的无人机蜂群而言，若采用上述方法来计算其RCS，计算量巨大，甚至无法计算。针对上述问题，提出了采用球面波展开技术与球谐变换相结合的方法来提升对无人机蜂群RCS的仿真效率，其关键技术是通过改变球谐函数中的求和次序，利用快速傅里叶变换来计算偏心球面上离散点的电场分布。数值实例表明,相比于高精度的MLFMA，所提方法获取蜂群无人机RCS的结果与其吻合良好，但对计算机内存的需求远远小于MLFMA，且随着无人机数量的增加，其计算速度可提升几个数量级。     

一种自适应的射线传播多层快速多极子方法

在多层快速多极子方法中,外向波向内向波的转移计算是主要的计算量.传统的转移过程需要计算众多的角谱分量,造成较多计算时间和内存的耗费.一种自适应射线传播多层快速多极子方法可用以降低转移过程计算量.数值计算结果表明,这种算法能够保持合理精度的同时大大减少计算量,适于三维电大尺寸目标RCS的快速求解.     

分析电大开口腔体电磁散射的快速混合算法-IPO+FMM

电大尺寸开口腔体结构的高频电磁散射分析是复杂目标RCS分析预测中一项很有意义和难度的工作,提出 一种混合算法-IPO+FMM,将迭代物理光学法与快速多极子方法相结合,对电大尺寸开口腔体进行电磁散射分析,文中对 IPO+FMM混合算法进行理论分析与公式推导,希望在保证分析精度的同时减小计算量,提高计算速度。     

基于稳健自适应频率采样的宽频电磁数值仿真

已有的基于Stoer-Bulirsch有理函数插值的自适应频率采样算法往往对插值间隔、收敛精度等参数非常敏感,算法稳定性差,甚至会出现伪收敛等问题.针对已有算法的上述缺陷,通过采用极点判断、插值区域二分、参数变换和多次收敛性检验等措施,提出了一种逐一增加采样点的自适应策略.形成了一种通用性强、稳定性好的自适应频率采样算法,可以用较少的采样点插值重构未知函数响应.并结合多层快速多极子方法,对宽频带目标电磁散射进行计算分析,实现采样频点的自适应选取,减少了计算量极大的精确数值计算的次数,提高了仿真效率.     

用MBPE快速计算三维导体RCS的频空特性

该文系统研究了MBPE技术求解三维理想导体雷达散射截面(RCS)的宽频带特性。通过把电流在感兴趣的频率点处采用泰勒级数或者Pade有理函数展开,来获得理想导体某频带范围内的电流,从而可求出宽带雷达散射截面。同时,该文还将有理逼近应用于RCS的空域和频域双内插。数值结果表明MBPE技术获得的结果与确切解在宽频带、大角度范围内吻合良好,计算效率大大提高。     

A RD-ESPRIT algorithm for coherent DOA estimation in monostatic MIMO radar using a single pulse

This paper discusses the problem of coherent direction of arrival (DOA) estimation in a monostatic multi-input multi-output (MIMO) radar using a single pulse, and proposes a reduced dimension (RD)-estimation of signal parameters via rotational invariance techniques (ESPRIT) algorithm. We reconstruct the received data and then utilise it to construct a set of Toeplitz matrices. After that, we use RD-ESPRIT to obtain the DOAs of the sources. The proposed algorithm is effective for coherent angle estimation based on a single pulse, and it has much better angle estimation performance than the forward backward spatial smoothing (FBSS)-ESPRIT algorithm and the ESPRIT-like of Li, as well as very close angle estimation performance to the ESPRIT-like of Han. For complexity comparison, our algorithm has very close complexity to the FBSS-ESPRIT algorithm, and lower complexity than the ESPRIT-like of Han and the ESPRIT-like of Li. Simulation results present the effectiveness and improvement of our approach.     

舰船湍流尾迹的数值模拟及其单站RCS计算

基于舰船湍流尾迹的半经验公式和双线性叠加方法, 分别模拟船尾射流尾迹和船侧涡流对尾迹, 与湍流实验结论比较, 验证了模拟结果的准确性以及方法的有效性.提出一种用双尺度模型结合物理光学法(Physical Optics, PO)计算粗糙面电磁散射的方法, 应用该方法计算风驱海面杂波雷达散射截面(Radar Cross-Section, RCS)并与双尺度方法(Two Scale Method, TSM)的计算结果和实测数据比较, 吻合得较好, 验证了该方法的正确性.应用该方法计算湍流尾迹的雷达散射截面, 为数值模拟舰船尾迹的合成孔径雷达图像奠定了基础.     

Linearity enhancement of TVGA based on adaptive sweep optimisation in monostatic radar receiver

The limited input dynamic power range of the radar receiver and the power loss due to the targets’ ranges are two potential problems in the radar receivers. This paper proposes a model based on the time-varying gain amplifier (TVGA) to compensate the power loss from the targets’ ranges, and using the negative impedance compensation technique to enhance the TVGA linearity based on Volterra series. The simulation has been done based on adaptive sweep optimisation (ASO) using advanced design system (ADS) and Matlab. It shows that the suppression of the third-order intermodulation products (IMR3) was carried out for two-tone test, the high-gain accuracy improved by 3 dB, and the high linearity IMR3 improved by 14 dB. The monostatic radar system was tested to detect three targets at different ranges and to compare its probability of detection with the prior models; the results show that the probability of detection has been increased for ASO/TVGA.     

FMM算法用于二维复杂散射体的RCS计算

利用快速多极子算法(FMM)计算任意形状二维电大尺寸导体加介质体目标的电磁散射，介质体为镶嵌在电大尺寸金属体上的有耗介质。建立金属一介质体的混合积分方程，用共轭梯度法和场量叠代的方法计算散射场，在叠代过程中用快速多极子方法，大大降低计算时间和减小内存要求。数据结果表明该方法的准确和高效。     

典型目标RCS的初步估算及仿真

利用几何分解法将复杂目标分解为有限个独立的、简单的散射体,进行目标RCS的初步估算;并以AGM-109H战斧巡航导弹为典型目标进行仿真,与其1：1物理模型外场实测RCS数据进行对比分析。分析表明,利用几何分解法估算复杂目标RCS,可以获得比较准确的并能满足工程实用的结果。     

核外并行ACA算法计算电大目标RCS

矩量法计算电大目标雷达散射截面〖WTBZ〗（Radar Cross Section,RCS）将消耗巨大计算机资源. 采用自适应交叉近似算法（Adaptive Cross Approximation Algorithm,ACA）降低了计算量和存储量,同时结合核外求解技术,并对算法进行了并行化处理,从而进一步降低了大型计算对计算硬件的需求,提高了计算速度. 通过算例证明了该算法在不损失矩量法精度的前提下可大幅缩减计算时间和内存需求.     

E/H面不连续腔体的雷达散射截面分析

应用散射参数的级联特性分析不规则腔体的雷达散射截面。针对进气道前端的不规则矩形管道结构，采用全波模式法精确分析了E／H面任意不连续矩形腔体散射参数的求取，再根据等效网络的级联特性求得任意组合不规则矩形管道的散射矩阵，在保持计算精度的条件下克服了模式法只能精确计算规则腔体结构的限制。数值结果验证了该方法的正确性。     

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。