基于图形电磁学的雷达散射截面计算方法改进

图形电磁学(GRECO)可以高效计算电大目标雷达散射截面(RCS)。但传统GRECO算法无法直接计算双站RCS和仿真多次反射,存在计算精度依赖屏幕分辨率的缺点。文中提出了基于渲染后的像素信息还原目标几何信息的方法,使其能够计算双站RCS,并结合弹跳射线法(SBR)计入多次反射的影响。同时,研究基于帧缓存对象(FBO)的离屏GRECO方法,克服了其计算精度依赖屏幕分辨率的缺点。     

基于像素法的复杂目标RCS计算

图形电磁计算（GRECO）方法是计算复杂目标高频区RCS的有效方法之一,本文介绍了由GRECO发展而来的图像像素法,论述了像素法的特点以及与GRECO方法的不同之处,给出了通过像素法计算各种不用目标在高频区的RCS结果,并与传统方法进行比较,证实了像素法在目标RCS特性分析计算方面的显著优势。     

GRECO中棱边检测方法及其绕射场计算的改进

图形电磁计算(GRECO)方法是计算复杂目标高频区雷达散射截面(RCS)的有效方法之一.本文分析了原始GRECO方法在判定目标图象棱边象素的不足之处,给出了相应的改进措施.改进后的软件能够更准确、充分地判定目标的棱边象素及获得棱边参数.在边缘绕射场的计算方面,本文指出了相关文献中存在的错误^[1],给出了基于等效电磁流法(MEC)和物理绕射理论(PTD)的边缘绕射场计算式,及与物理光学(PO)场叠加求取RCS的完整表达式.计算实例表明,新的方法具有更高的准确度,与实验测量值吻合.     

图形电磁计算法在双站散射计算中的工程扩展

鉴于GRECO法在电磁散射计算中具有快速、准确和可视化等特点,其在雷达目标单站RCS预估中有着广泛应用.对足够光滑的目标,当双站角较小时,可以单-双站等效原理分析其双站散射特性,但对于大双站角和复杂目标双站情况,GRECO法已不适用,而目前分析复杂目标双站RCS的CMT法和PEM法由于计算时间过长,很难满足工程设计的需要;本文给出一种新的GRECO扩展法以适应实时双站散射场分析的需求,应用GRECO、单-双站等效原理和Leonov公式,给出了适合复杂目标双站RCS计算的方法--GRECO扩展,仿真结果证明了此方法的正确性和实用性.     

隐身飞行目标低频段RCS计算

本文在采用计算机图形学对某犁隐身飞机进行电磁建模的基础上,利用FDTD方法和电磁计算软件Microwave Studio对飞机在低频段(短波和米波波段)的RCS进行了计算,包括不同极化和不同入射角度条件下的单站和双站RCS.比较两种方法的计算结果证明在低频段该飞机有可能出现较强的谐振频率点,因而利用低频段雷达有可能实现对隐身飞机等低可探测目标的检测和跟踪.     

雷达目标特征数据库在雷达组网仿真上的应用

传统雷达组网仿真中,认为目标为点目标,目标的RCS(Radar Cross Section)是一个常数;实际上目标的RCS是随雷达频率、目标相对雷达姿态变化的函数。该文通过对复杂雷达目标进行电磁建模,计算其在各姿态和各频点的RCS数据,把计算结果存储在数据库中建立雷达目标特征数据库。建立了雷达组网仿真系统,系统由主控计算机、雷达目标特征数据库、若干雷达站组成。仿真结果表明:利用雷达目标特征数据库获得雷达在每个时刻观察的RCS比传统的把飞行器RCS当成常数,进行雷达组网仿真,仿真结果更接近实际的情况;通过多个雷达组成雷达网进行数据融合共同探测目标,可以大大提高雷达对目标的检测概率。     

用板块法计算任意复杂形体目标的雷达截面

本文在D Klement等人(1988)工作的基础上提出了一种计算任意复杂形体目标雷达截面(RCS)的新方法板块法,该方法运算速度快、使用灵活。利用该方法,本文计算了锥、柱等典型散射体的RCS。计算结果与测试结果吻合较好。在此基础上,本文计算了一飞机模型在不同姿态角下的RCS。经与实测比较,结果令人满意。     

高低频混合方法估算角反射器阵RCS

结合高频算法处理复杂目标雷达散射截面(RCS)的思路,提出了利用HFSS仿真软件得到的数据计算复杂目标RCS,给出了计算式,并运用Matlab验证计算公式的适用性。     

自由空间复杂导体目标的太赫兹RCS高频分析方法

研究了自由空间复杂导体目标的太赫兹（THz）雷达散射截面（RCS）的高频求解方法。将并矢格林函数引入物理光学方法中,对自由空间环境进行考虑,推导出自由空间物理光学分析方法,并结合图形电磁计算（GRECO）方法,采用分区显示算法改进后,在Visual C++ 2010 程序中实现目标的OpenGL 显示,对自由空间复杂导体目标进行消隐判断,提取像素面元法矢量和深度缓存等有效信息,计算了自由空间复杂导体目标的THz RCS。最后,将程序计算结果与FEKO 软件仿真结果进行比较,结果证明该方法的有效性和准确性。该研究结果为THz 雷达未来在军事、天文和遥感等领域的应用提供了重要依据和方法。     

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。     

Research into Influence of Gaussian Beam on Terahertz Radar Cross Section of a Semicircular Boss

In radar cross section (RCS) calculation of a rough surface, the model can be simplified into the scattering of geometrically idealized bosses on a surface. Thus the problem of the RCS calculation of a rough surface is changed to the RCS calculation of the semicircular boss. The RCS measurement of scale model can help save time and money. The utilization of terahertz in RCS is attractive because of its special properties: the wavelength of the terahertz wave can help limit the size of the model in a suitable range in the measurement of the scale model and get more detailed data in the measurement of the real object. However, usually the incident beam of a terahertz source is a Gaussian beam; in the theoretical RCS estimation, usually a plane wave is assumed as the incident beam for sake of simplicity which may lead to an error between the measurement and calculation results. In this paper, the method of images is used to calculate the RCS of a semicircular boss at 2.52 THz and the results are compared to the one calculated when the incident beam is a plane wave.     

Integral equation solution and RCS computation of a thin rectangular plate

In this work, a new integral equation is employed to calculate the current distribution on a rectangular plate which is illuminated by a plane wave. Numerical results are also obtained for the radar cross section (RCS) of the plate for different angles of incidence and different dimensions of the plate. These results are compared with other RCS computations using geometrical theory of diffraction, physical optics, and variational methods.     

广义Cauchy技术加速MOM对介质柱单站RCS的快速求解

本文基于Cauchy技术和矩量法（MOM）快速预测任意截面形状、非均匀介质柱体的单站雷达散射截面（RCS）。首先采用MOM求解介质柱的电场积分方程,得到介质柱在某一给定方向入射波照射下的各低阶矩量的极化电流,然后利用Cauchy技术获得用有理函数模型表示的、在任意角度入射波照射下的极化电流,进而计算出RCS的宽角响应。计算结果表明,Cauchy技术守全能逼近MOM精确计算的曲线,同时可大大加快计算速度。     

渐近波形估计技术用于介质柱宽角度RCS的计算

基于渐近波开估计（AWE）技术和矩量法（MOM）快速预测任意形状非均匀介质柱体的单站雷达散射截面RCS方向图,采用矩量法求解介质柱的电场积分方程,得到介质柱在某一给定方向入射波照射下的极化电流,然后利用AWE技术将任一角度入射波照射下的极化给定角度附近展开成Taylor级数,通过Pade逼近将Taylor级数转化为有理函数,由此可获得介质柱在任一角度入射波照射下的极化电流,进而计算出RCS方向图。计算结果表明AWE完全能逼近MOM精确计算的曲线,同时可加快计算速度。     

超电大复杂目标RCS缩比模型预估方法

本文提出用缩比模型计算电大目标雷达散射截面（RCS）的理论。通过复杂目标近远场电磁散射理论模型的分析得到，目标的雷达截面和目标的几何尺寸及工作波长有关系。当电尺寸相同时，目标雷达散射截面和其几何尺寸的平方成正比，缩比模型计算既适用于近场，也适用于远场。     

不均匀非磁化等离子体覆盖三维目标的FDTD分析

针对典型的目标模型,采用RC-FDTD算法计算不均匀非磁化等离子体覆盖三维导体球的双站和单站雷达散射截面（RCS）。分析了等离子体电子密度分布和等离子体碰撞频率对目标RCS缩减的影响。数值结果表明,等离子体隐身技术显著;双站结果显示,不均匀非磁化等离子体能在较大双站角范围内减小目标的RCS;单站结果说明,等离子体包层能在较大的频率范围内对目标RCS的缩减起作用。选择合适的等离子体参数可以加强隐身效果。     

基于高频混合方法的海上目标电磁散射特性分析

三面空腔反射器是一种特殊的反射结构,空腔内的多次散射是形成其雷达散射截面(RCS)的主要贡献之一。该文在计算机图形学裁剪的基础上,改进了现有的区域投影方法,结合物理光学法和阻抗边界条件,分析了正确处理目标几何结构的遮挡和消隐之后三面空腔反射器内的多次散射机理。最后,将阻抗边界条件扩展到海上环境,对两类带有反射器结构的海上舰船简化模型进行了RCS计算与分析。结果表明,海面与目标之间以及目标内部的多次散射作用在一定情况下可形成明显的散射特征。     

NURBS曲面建模的电大目标的宽带RCS快速计算

该文采用物理光学方法(PO),快速计算了非均匀有理B样条 (NURBS) 曲面建模的电大目标的时域瞬态散射和宽带雷达截面(RCS)。通过对频域物理光学散射场表达式进行逆傅里叶变换推导出卷积形式的瞬态散射表达式;对频域物理光学积分进行逆傅里叶变换得到时域物理光学积分的表达式。为了避免数值积分的使用,将NURBS曲面等参数离散为一组三角面片,运用Radon变换得到了时域和频域物理光学积分的精确闭式表达式。遮挡消隐时使用改进的z-buffer方法进行了加速。对时域瞬态散射场快速傅里叶变换得到目标的宽带RCS。文中计算了高斯脉冲平面波入射下模型的瞬态散射响应和宽带RCS,数值结果表明该文方法具有很高的计算精度,且计算速度快于传统时域物理光学法(TDPO)。     

具有隐身结构飞机短波散射截面

对微波雷达具有隐身作用的飞机,其形体较为复杂且表面涂敷有强吸波材料。在对一种具有隐身几何外形结构实际尺寸飞机进行计算建模的基础上,文中采用ＦＤＴＤ技术得到了两种极化状态下该飞机无涂敷时不同方向上的短波雷达截面（ＲＣＳ）值。其结果显示了这种隐身几何外形飞机在短波波段有明显的频率谐振特性、极化特性和较大的ＲＣＳ（１０￣３０ｄＢｍ＾２）,可为天波超视距雷达在选择工作频率时提供理论参考,并定量地说明天波超     

Consequences of nonorthogonality on the scattering properties of dihedral reflectors

Small deviations from orthogonality can reduce drastically the backscattering radar cross section (RCS) of dihedral corner reflectors. The method of physical optics is used to calculate the magnitude of the reductions in RCS which result from modest departures from orthogonality. The theoretical results are then compared with experimental measurements which are found to be in very good agreement.