并行FDTD方法在振子阵列天线瞬态散射特性计算中的应用

构建了Beowulf并行计算集群系统,并对其进行了效率分析。进行了时域有限差分方法( FDTD)的并行程序设计。利用该程序计算仿真了几个大型的带反射面的阵子阵列天线的远场时域散射特性,并给出了反射面的电流密度分布以及后向散射场时域波形和能量方向图,分析了后向散射场的峰值和能量随阵列尺度的变化关系,发现散射能量的改变较散射场峰值的改变更加明显。     

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。     

线性阵列天线到柱形共形阵天线的递推计算

线性阵列天线的相关计算方法是共形天线研究的计算基础,文中给出了线性阵列的远场辐射场的计算过程,然后在此基础上得到环形阵列天线的计算方法。而柱形共形天线阵可以看成是环形阵叠加在一起,进而又得到柱形共形天线阵的辐射场公式。依次得到的计算方法,应用在实例上进行仿真,得到了与理论分析较为一致的结果。     

复杂飞行器RCS快速预估方法的研究

为了更加快速有效的求解电大目标散射计算问题,引用求解混合场积分方程的矩量法,讨论了快速多极子及多层快速多极子算法的原理及数值实现,并结合某型导弹的设计要求利用多层快速多极子方法对其进行建模仿真,得出的结论可以反映实际的变化趋势,满足工程上的需要.     

隐身目标激光近场散射特性研究

采用波束分割法,通过仿真计算各个被照射小面元的激光雷达散射截面(Laser Radar Cross Section,LRCS),并进行叠加,获得目标LRCS。定量分析了隐身目标的激光远场、近场散射特性,可以为激光近距探测系统灵敏度等参数的设计提供依据。     

高分辨雷达箔条干扰仿真方法

理论推导了高分辨率雷达系统中箔条云团回波信号处理以后的信号形式,箔条干扰回波具有多普勒频移和多普勒展宽特性,给出了箔条回波信号仿真方法和结果,并指出了仿真中箔条云团按距离单元离散化的理论依据,最后提出了箔条干扰回波信号的硬件实现方法,并讨论了用VCO模拟多普勒频移和展宽的可行性。     

脉冲波形激励下箔条云团的极化散射特性

针对弹道导弹突防背景,研究了脉冲波形激励下箔条云团的极化散射特性.导出了任意极化脉冲信号激励下箔条云团的反射场模型,给出了其反射场的一、二阶矩.分析了箔条云团反射场的频谱特性、相关特性及其时频特性,并以球形均匀分布箔条云团为例给出了计算机仿真结果.     

箔条扩散特性与风速研究

为提高箔条的干扰效果,开展箔条快速扩散特性与风速关系的研究。在实际大气环境下,箔条受风、重力、空气阻力等外部因素影响。建立箔条的运动模型,研究不同风速下箔条的扩散特性。仿真结果表明,风速对箔条的扩散特性有明显的影响,可利用风速和风向增加箔条的初始速度,提高箔条的干扰效果。     

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.     

有限偶极子天线阵的电磁散射理论研究

研究了一种求解阵元为偶极天线的有限阵列的电磁散射的方法：利用RWG基函数和偶极模型的特殊性,将近似无穷小的偶极天线产生的电流代替由RWG基函数相邻边缘元素产生的电流,此方法有效地计算了散射场。讨论了RWG基函数的基本概念及其在计算阵列散射场中的应用,以极坐标的形式给出了不同的阵元间距、入射频率、入射角度以及不同阵元数目的散射场仿真图形,为其他形式的阵列天线散射特性研究提供了依据。     

伪码引信抗箔条干扰仿真

分析了箔条云回波信号的时域和频域特性,利用箔条回波信号的特性对该杂波信号进行了仿真,并将此仿真信号作用于伪码引信,以检验伪码引信的抗箔条干扰能力。结果表明：箔条干扰对伪码引信的影响很小,不足以干扰引信的正常工作,因而不构成威胁。     

水下弹性角反射器声散射特性

计算水下弹性角反射器声散射问题,需要考虑声波多次散射以及结构和水的流固耦合作用。针对现有水下弹性角反射器声散射特性分析方法的不足,利用结构有限元耦合流体间接边界元法对水下弹性角反射器的远场散射声场进行仿真计算。分析了入射波频率为5.0～20.0 kHz范围内,平板材料、厚度、入射角度及角反射器类型等因素对目标强度的影响及其散射机理。结果表明：水下弹性角反射器的散射声场具有很强的频率特性,且随材料、平板厚度和入射波频率的变化而改变;多次散射波对角反射器的反向散射声场具有重要贡献,仿真数据和实测数据基本一致。进一步提出了角反射器结构设计和优化方法,为水下无源声反射器的论证与设计提供了理论参考依据。     

雾对“日盲”紫外光传输的影响

从“日盲”紫外光的传输特性出发,利用经典散射理论以及前向散射修正,结合雾粒子尺度分布,对紫外光在雾中传输的衰减公式进行推导,并在推导出新的公式基础上,对紫外光传输的衰减进行计算机仿真,仿真结果验证了所推导公式的正确性。     

弹道导弹突防用重箔条特性研究

为了掩护弹道导弹突防,使干扰云的有效性扩展到低空,研究认为由钨丝制成的重箔条或称快箔条在一定程度上可使箔条云最低有效高度降低,为此,文中对重箔条的散射特性、弹道特性和再入时的烧毁特性进行了研究.     

基于亮点模型的潜艇目标回声过渡特性分析

研究潜艇目标回声的近、远场过渡特性对于主动声纳探潜、探测和水声对抗具有实际意义。计算目标回声强度随距离变化曲线是分析目标回声近、远场过渡特性的一种有效方法。理论分析和试验研究均表明,在鱼雷自导频率下,目标回波可近似看成是目标亮点回波相干叠加的结果。该文提出了一种基于亮点模型的潜艇目标回声过渡特性分析方法,通过亮点模型计算不同距离情况下的潜艇目标的回声强度值,进而分析潜艇目标回声的近、远场过渡特性,并与板块元算法计算回声强度值分析潜艇目标过渡特性进行了对比。仿真结果表明,该方法简单,高效。     

基于FEKO的非合作目标动态极化散射特性实时仿真

针对非合作目标动态测量难以开展的问题,研究了基于FEKO的雷达目标动态极化散射特性实时仿真方法.首先给出了随时间变化的方位角和俯仰角的求解公式,然后介绍了利用FEKO实时仿真计算目标动态极化散射矩阵的方法及其步骤.仿真结果表明,机动目标的动态极化散射特性敏感于雷达视线角,雷达视线角变化越剧烈,插值法获得的极化数据越偏离实时仿真数据.验证了该实时仿真方法的有效性和准确性.     

基于多层快速多极子和有限元混合求解的飞行器天线布局设计

设计一种微带天线,以该天线为基础进行飞行器天线布局设计,并考虑遮挡的判断问题。模型仿真采用多层快速多极子和有限元的方法混合求解,设置混合场积分方法提高收敛性,解决了电大尺寸模型复杂电磁场的计算问题,兼顾运算速度和精度,得出并分析飞行器上3天线、4天线、5天线以不同方式布局的远场方向图仿真结果,并提出一种方向图评估法则,对飞行器天线布局有一定参考意义。     

应用RWG基函数求解阵列单元表面电流

研究了一种求解阵列单元表面电流的新方法,该方法利用了RWG基函数的特殊性质,在阵列电流为矢量的情况下,通过将阵列单元进行三角形剖分而有效的计算了电流分布.分别讨论了RWG基函数的性质及其在计算电场积分方程和阵列表面电流推导中的应用,并给出了具体的仿真结果.此方法在计算不同形状阵列单元表面电流具有极高的准确性和有效性.与以往的矩量法相比,该方法具有计算准确,物理意义明确等特点,可以应用于弹体上天线阵元电流的计算.     

超低空目标与粗糙面复合散射的迭代计算

给出了一种计算超低空目标与粗糙面复合电磁散射的降秩电磁流迭代法,并对金属平板目标与粗糙面间的复合散射进行了验证计算,其结果与快速多极子方法结果吻合较好,说明了该方法的有效性。同时,分析研究表明：降秩迭代近似及粗糙面截断对近场散射计算结果影响较小,该方法适用于近场电磁散射计算,并计算了某导弹模型与较大区域粗糙海面间的复合散射贡献。     

基于时域高频法的宽带近场回波仿真算法

针对宽带引信弹目交会多普勒回波的快速仿真需求,提出了一种基于时域高频法的宽带近场回波快速仿真算法和仿真流程。该算法将时域物理光学(TDPO)近场积分方程和时域面积分方程相结合,利用远场近似,推导得到导体目标的时域物理光学近场散射闭合表达式,避免了计算复杂的面积分,提高了仿真速度。同时,提出了基于时域高频法的宽带近场动态多普勒回波仿真流程,经一次计算便能够得到宽带的时域回波。仿真结果表明,采用该仿真算法和仿真流程可实现宽带引信动态交会多普勒回波的快速仿真,且通过与多普勒频率理论值的对比,验证了所提仿真算法和仿真流程的正确性。