涂覆吸波材料飞行器机翼的RCS计算

本文首先研究了半平面阻抗劈在平面波斜入射下的广义Ｍａｌｉｕｚｈｉｎｅｔｓ电磁散射解，然后把应用于理想导体劈的等效边缘电磁流（ＥＥＣ）概念推广应用到涂覆吸波材料的阻抗劈上，由阻抗劈等边缘电磁流，计算了涂覆吸波材料的机翼的雷达散射截面（ＲＣＳ），并对所得结果进行了比较和验证。本方法特别适合大电尺寸目标的ＲＣＳ计算。     

超电大目标与分形海面复合散射研究

舰船与海面构成复合目标,其雷达散射截面(RCS)的研究一直是电磁计算领域中的重点和难点。文中建立了Weierstrass分形海面和目标三角面元的几何模型以及基于物理光学法(PO)和弹跳射线法(SBR)的海面目标的电磁散射模型。采用OpenGL图形编程技术与C++多线程处理技术设计了一款可视化目标电磁散射预估系统(ESEE)V1.0,对比典型目标体RCS 与商业软件FEKO 的计算结果,验证了ESEE的可靠性。通过计算不同海况的海面RCS 及超电大尺寸舰船与海面复合散射RCS,分析了海面散射以及超电大目标与海面复合散射特性。     

柱状结构中多层各向异性吸波材料的电磁分析

通过对圆柱状结构中多层各向异性薄层吸波材料的电磁分析—柱体由金属柱芯和包围其外的多层各向同性介质材料组成,在各层之间和外表面涂覆各向异性薄层.考虑各薄层的输入阻抗,得出曲面结构内部及表面涂覆各向异性吸波材料散射场.根据级联矩阵和算法,在一定波段上进行RCS (Radar Cross Section)减缩,获令人满意的计算结果.     

部分覆盖介质导体柱的电磁散射研究

本文通过建立积分方程并利用矩量法,解决了部分涂覆介质导体柱的电磁散射问题。有关的计算程序成功地实现了通用化,即集导体柱、介质柱、全部及部分覆盖介质的导体柱的计算程序为一体。实例计算表明,该程序在计算目标雷达散射特性方面具有较高的实用价值。     

复杂目标电磁散射混合算法

分析了复杂目标高频散射雷达截面(RCS)计算理论,提出了一种有效的混合算法.改进了等效电磁流方法(IMEC),推导了几何光学/物理光学区域投影算法(GO/PO).IMEC能有效地消除反射边界和阴影边界的奇异性,GO/PO法用于计算多重散射.通过AutoCAD软件,使用三角面元法构建目标三维模型.目标的高频雷达散射截面通过几何光学、物理光学、改进的等效电磁流和几何光学/物理光学区域投影等混合方法计算获得.同时,计算了某型号导弹的RCS,理论值同测量结果基本一致,说明该方法能满足复杂目标电磁散射分析的需要.     

一种基于GRECO的复杂目标棱边建模方法

针对复杂目标高频电磁散射,利用CAD 商业建模软件,结合PO、MEC 算法实现目标RCS 计算。对于边缘绕射计算,提出了一种新的建模方法,提高了计算速度。计算结果与数值方法MLFMM 计算结果吻合很好。最后以某战斗机模型为例,实现目标角度域、频域RCS 计算,并且研究了RCS 数据在目标高分辨率距离像中的应用。实验结果表明,该方法对复杂目标高频电磁散射RCS 仿真计算具有一定参考价值。     

飞航导弹雷达截面（RCS）计算

综合应用扩展物理光学法、等效电磁流法和几何光学法等高频RCS分析方法,计算飞航导弹各散射中心的RCS;考虑目标各部分散射场间的相对相位关系,计算导弹整体RCS,计算结果与相关文献结论吻合较好,可满足工程分析的需要。     

基于FE-BI的介质粗糙面上方涂覆目标电磁散射特性研究

采用有限元-边界积分（finite element boundary integral,FE-BI）方法研究了介质粗糙面上方涂覆目标的复合电磁散射特性,推导了一维介质粗糙面上方二维涂覆目标电磁散射的FE-BI公式.在仿真中,采用功能强大的有限元方法模拟涂覆目标内部场,对于涂覆目标与粗糙面之间的多重耦合作用则通过边界积分方程方法进行考虑.结合Monte-Carlo方法,数值计算了介质高斯粗糙面上方涂覆圆柱目标的电磁散射,分析了涂层材料介电常数、粗糙面粗糙度以及介质粗糙面介电常数变化对复合模型双站散射系数的影响.数值结果表明,相比于传统矩量法（method of moment,MoM）,本文方法虽然在处理理想导体模型时效率略低,但可以处理MoM难以处理的复杂媒质电磁散射问题,且计算精度较高.     

一种飞翼布局无人机的RCS研究

对一种飞翼布局无人机(UAV)模型的雷达散射截面(RCS)进行了理论仿真估算和微波暗室测量.在仿真估算中采用了一种物理光学法(P0)+等效电磁流(MEC)法的混合高频计算方法,分别针对目标表面散射和目标边缘散射场进行计算.得出的理论结果与真实测量结果基本相符,证明在解决电大尺寸模型的RCS估算时以这种方法计算具有较高的可信度,能够满足仿真要求.     

弹头形状对导弹RCS影响的分析

对导弹的结构进行简化,建立了导弹的电磁散射模型,通过综合运用物理光学法（PO）、等效电磁流法（MEC）、几何光学法（GO）等高频方法计算了导弹模型各散射中心的雷达散射截面积（RCS）,并考虑目标各部分散射场间的相对相位关系,计算了带橄榄型弹头导弹的整体RCS,其结果与参考文献的实测结果吻合较好,这说明该文的分析方法是正确的、有效的,结果可满足工程预估的需要。在此基础上,分别计算了不同极化方式下带椭球型和半球型弹头导弹的RCS,结合RCS曲线分析了弹头形状对导弹电磁散射特性的影响。     

不同吸波涂层对三维复杂目标的RCS影响的分析

利用有限元-快速多极子算法(FEM-FMM)分析了三维复杂目标涂有不同吸波涂层的雷达散射截面(RCS).以圆锥体为例,详细计算分析了涂敷有耗各向同性、正单轴各向异性、负单轴各向异性和纳米吸波材料4种典型吸波材料对目标电磁散射特性的影响,并首次讨论了每种吸波材料随不同涂层厚度对RCS的影响,得到了最佳隐身效果的吸波材料和涂层厚度的组合.结果表明,涂敷最佳吸波材料目标的后向RCS比目标没有吸波涂层时可以降低16.6dB.     

复杂涂敷目标的RCS计算

提出了一种计算复杂涂敷目标散射场的一般方法。将带有尾翼的弹体目标分成几个散射中心 ,在每个散射中心上 ,运用物理光学积分和几何绕射理论对其RCS进行分析和计算 ,并将计算结果与无涂敷金属表面目标的RCS进行对比分析 ,结果与预期估计情况吻合较好 ,表明该方法不仅计算简单 ,而且结果也较为精确     

吸波涂层目标散射特性的复射线分析

将复射线理论推广到媒质有耗的情形,可以建立起损耗媒质中的复射线方法并用来分析吸波涂层目标的散射特性。该方法具有计算简便、物理概念明确、适用范围较广等特点。本文以涂层金属平板为例所进行的目标雷达截面分析结果表明,理论计算与实验结果能够很好地吻合。     

COMPLEX RAY ANALYSIS OF SCATTERING FROM RAM COATED TARGETS

With the extension of complex ray theory(CRT)from lossless media into lossy ones,the complex ray analysis in lossy media can be constructed and effectively used in the problemsof scattering analysis of objects coated with radar absorbing materials(RAM).This method hassome advantages,such as simple calculation procedure,clear physical meaning,wide applicationarea etc.As an example,the radar cross-section(RCS)of conducting flat plates coated withRAM is analyzed.The results show that the theoretical predictions agree very well with theexperimental results.     

Electromagnetic scattering from a flat plate with rim loading andRAM saving

The problem of electromagnetic scattering from a plate with a rim loading for transverse electric (TE) and transverse magnetic (TM) polarizations is investigated. The analysis is based on the work of R. Tiberio et al. (ibid., vol.AP-33, no.8, p.867-73, 1985) on the uniform geometrical theory of diffraction analysis of a wedge with two face impedances. The two-dimensional field is converted into three-dimensional field using Siegel's 2-D to 3-D conversion formula. The corner effects are neglected. The width of the coating around the edges which gives the same result as a uniformly coated plate of the same size is estimated. Hence, the percentage of saving of radar-absorbing material (RAM) can also be estimated for practical application in radar cross-section (RCS) reduction problems     

分形粗糙表面涂覆目标太赫兹散射特性

该文采用物理光学法方法研究了具有分形粗糙表面的涂覆目标太赫兹散射特性。基于分形粗糙面建立表面粗糙目标模型,根据菲涅尔反射系数得出表面电流分布进而得到涂覆粗糙目标的雷达散射截面。对比分析了具有粗糙表面和光滑目标的散射结果,详细讨论了不同频率、不同涂层厚度的表面粗糙钝锥目标模型的太赫兹散射特性,计算结果表明在太赫兹波段目标表面的粗糙度对散射有显著的影响。      

RCS reduction of canonical targets using genetic algorithmsynthesized RAM

Radar cross section (RCS) reduction of canonical (planar, cylindrical, and spherical) conducting targets is the focus of this paper. In particular, a novel procedure is presented for synthesizing radar absorbing materials (RAM) for RCS reduction in a wide-band frequency range. The modal solutions of Maxwell's equations for the multilayered planar, cylindrical, and spherical canonical structures is integrated into a genetic algorithm (GA) optimization technique to obtain the best optimal composite coating. It Is shown that by using an optimal RAM, the RCS of these canonical structures can be significantly reduced. Characteristics of bistatic RCS of coated cylindrical and spherical structures are also studied and compared with the conducting structures without coating. It is shown that no optimal coating can be found to reduce the RCS in the deep shadow region. An in-depth study has been performed to evaluate the potential usage of the optimal planar coating as applied to the curved surfaces. It is observed that the optimal planar coating can noticeably reduce the RCS of the spherical structure. This observation was essential in introducing a novel efficient GA with hybrid planar/curved surface implementation using as part of its initial generation the best population obtained for the planar RAM design. These results suggest that the optimal RAM for a surface with arbitrary curvature may be efficiently determined by applying the GA with hybrid planar/curved surface population initialization     

部分涂敷目标的RCS仿真计算

涂敷雷达吸波材料(RAM)是目前最为常用的一种减缩雷达散射截面(RCS)的方法,可以在全角度下减小雷达目标的RCS值.采用非均匀有理B样条(NURBS)参数曲面模拟目标外形,运用物理光学法计算电大尺寸部分涂敷目标的RCS.结果显示,在目标一定的部位上而不是在所有部件上涂敷吸波材料,在一定的观察点上仍然能起到减小RCS的作用,既满足了角度范围的需要又节省了RAM的使用费用.     

优化算法在手征媒质中的应用研究

由于手征媒质的手征参数可调性,使它成为一种新型的吸波材料,在减缩目标雷达散射截面方面有巨大的应用前景.文中运用传输线法分析了金属衬底上涂敷手征媒质的反射特性,计算了手征参数对手征媒质反射特性的影响;然后基于非均匀有理B样条建模,采用物理光学法比较了目标涂敷常规吸波材料与手征媒质时的雷达散射截面,结果说明了手征媒质减小反射电磁波的效果更好;最后运用粒子群算法和模拟退火算法在给定的范围内优化手征参数,并计算了在此参数下目标的散射截面.     

Scattering by arbitrarily cross-sectioned layered, lossy dielectric cylinders

The scattering properties of TM or TE illuminated lossy dielectric cylinders of arbitrary cross section are analyzed by the surface integral equation techniques. The surface integral equations are formulated via Maxwell's equations, Green's theorem, and the boundary conditions. The unknown surface fields on the boundaries are then calculated by flat-pulse expansion and point matching. Once the surface fields are found, scattered field in the far-zone and radar cross section (RCS) are readily determined. RCS thus obtained for circular homogeneous dielectric cylinders and dielectric coated conducting cylinders are found to have excellent agreements with the exact eigenfunction expansion results. Extension to arbitrary cross-sectioned cylinders are also obtained for homogeneous lossy elliptical cylinders and wedge-semicircle cross-sectioned cylinders, with and without a conducting cylinder in its center. RCS dependences on frequency and conductivity as well as the matrix stability problem of this surface integral equation method are also examined.