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。     

风轮机雷达散射特性仿真及微多普勒特征分析

风轮机复杂的电磁散射特性,会对其附近的空管通信、导航和监视等电子设备产生严重影响.研究风轮机的电磁散射特性,可为风轮机杂波检测和抑制提供理论依据,对保证空中交通安全具有重要的意义.论文首先基于风轮机散射点叠加的理论,考虑了雷达入射波到风轮机叶片和桅杆的初始相位以及入射波方位角和俯仰角对回波的影响,将单基地回波模型扩展到双基地模型.同时,在散射点叠加模型的基础上,提出了基于混合模型的风轮机散射特性分析.混合模型结合了散射点叠加模型和电磁仿真软件FEKO的优点,考虑了电磁波在叶片和桅杆上的反射系数等因素对回波的影响,可以实现任意观测点处的电磁散射特性计算及其微多普勒特征的分析.最后,分别对散射点叠加模型、FEKO以及混合模型的风轮机电磁散射特性分析方法进行了对比分析,给出了各自的优缺点及其适用场合.     

亚密湍流等离子体尾迹的雷达散射特性

对亚密湍流等离子体尾迹的雷达散射特性进行了分析、研究和计算。讨论了圆柱形等离子体尾迹径向厚度、雷达波入射频率和入射角等因素对雷达散射截面的影响。尾迹中散射场的计算采用矩阵法求解,用一阶畸变波Born近似完成亚密湍流等离子体尾迹雷达散射截面积（RCS）的计算。分析和计算结果表明,雷达波入射频率和入射角、尾迹的径向厚度对RCS值影响较大,并且计算所得的尾迹雷达散射截面方向图可为再入体的雷达识别和隐身提供帮助。     

散射增强箔条雷达特性研究

文中提出一种基于角反射器的箔条雷达散射特性增强方法，旨在通过增强单根箔条的散射特性，利用有限数量的箔条实现海量箔条云团的雷达散射截面积（radar cross section，RCS）.在传统"偶极子"箔条的基础上，利用圆板角反射器结构的强散射特性来增强箔条的电磁散射.同时，为了兼顾各个方向上的电磁散射，利用多个圆形角反射器拼接成为外轮廓为球形的强散射结构，通过调节球形结构的半径，可以实现对单个箔条和箔条阵列RCS的控制.最后，将单个箔条组成阵列，形成新型箔条结构.对工作频率、入射角度、球形包络半径等不同参数下基于角反射器散射增强的箔条雷达散射特性进行了仿真分析，结果表明利用新型箔条散射增强结构，能使单根箔条的RCS增大30 dBm2以上.     

雷达截面的综合研究

目标的雷达散射截面积RCS（Radar Cross Section）是雷达目标散射能力的度量，是评价雷达目标电磁散射强度的一个基本参数，是雷达探测技术和隐身技术的重要特征参数。结合某雷达总体设计需求，开展雷达截面的综合研究，将有关概念、测试方法、仿真计算结果、验证计算结果总结整理成文，恳请专家学者指正。     

鸟类目标雷达散射特性研究

鸟类目标雷达散射特性研究逐渐受到重视。首先对鸟类目标的雷达散射特性进行了理论分析,利用实验室数据构造的理论统计模型,估算单只鸟的雷达散射截面（RCS ）量级,然后详细介绍了在实验室对鸟类雷达散射截面进行测量的方法和测试结果。     

典型目标的太赫兹散射算法研究北大核心CSCD

本文对太赫兹波段下典型目标的电磁散射算法问题进行研究。该算法采用射线弹跳法（SBR），主要分为建模，剖分，面散射计算，物理光学的积分求和，和计算雷达散射截面积（RCS）五个步骤，得出目标散射体在太赫兹波段下RCS随观察角的变化曲线，并利用CST仿真软件设置相同的条件来验证算法的正确性。最后，本文探究了太赫兹波段下和微波波段下散射体的特性，深入讨论在不同波段目标物体的散射场特点。     

倾斜双垂尾L频段电磁散射特点分析

利用低散射载体,应用电磁仿真手段分析隐身飞机所采用的倾斜双垂尾的电磁散射特点。建立典型倾斜双垂尾模型,采用多层快速多极子算法（MLFMM）进行仿真计算,获得其方位角特性及雷达散射截面（RCS）量级。针对尾翼位置、倾斜角度、边缘后掠角等尾翼关键几何设计参数,建立变参数模型并进行多方案仿真。基于计算结果,分析参数敏感性,获得以上设计参数对RCS的影响规律及具体影响量级,为隐身性能约束下的尾翼设计提供参考。     

基于SBR法研究发动机进气道的RCS

采用弹跳线法（SBR）对发动机进气道的雷达散射截面（RCS）进行了分析计算。通过光学射线跟踪、场强跟踪及口径积分方法,研究了任意截面和形状的管道电磁散射特性,比较了一实际进气道的计算与实验结果,验证了此方法的有效性,从而解决了工程急需。     

多材质目标电磁散射仿真与成像特征分析方法研究

利用电磁计算方法对电大尺寸目标进行仿真成像是进行雷达目标特性分析的重要手段,多极化、多角度参数下获取的仿真图像可为雷达目标探测与识别提供大数据样本支撑。针对大巴车这种电大尺寸多材质目标的电磁成像仿真,提出了采用近景摄影测量技术来构建目标精细化几何三维模型和材质模型,基于射线寻迹几何光学(Ray-Launching Geometrical Optics, RL-GO)高频算法实现不同方位下的多材质目标雷达散射截面积(Radar Cross Section, RCS)计算和目标仿真成像,利用典型角度下的二维成像结果与目标三维几何模型之间的对应关系,进行散射中心位置的定量分析。实验结果表明了所提仿真方法的正确性,可实现对电大尺寸多材质目标进行精细成像仿真,并为雷达目标特性分析提供定量化解析依据。     

基于散射中心的风电机叶片散射电场求解

为降低雷达系统的数据处理量及实现风电机实时目标特征识别,必须寻求风电机叶片散射电场的快速求解方法。针对传统电磁求解算法需处理巨量风电机叶片散射电场数据的问题,突破传统以超大电尺寸目标实体为基本单元进行广域空间电磁散射积分计算的思想,提出了一种基于散射中心的风电机叶片散射电场求解方法。基于非衰减指数和散射中心模型,通过距离-多普勒算法构建风电机叶片的雷达逆合成孔径图像,采用CLEAN 算法并结合相关系数提取风电机叶片的散射中心参数集,最终以散射中心产生的散射电场数据等效替代叶片本体的全部散射数据,实现了叶片散射电场的快速求解。以Vestas V82-1.65MW 型风电机为例,以矩量法计算结果为基准,文中所提方法计算准确度为93.20%,数据的压缩比达76.81,计算量的数量级比矩量法降低了106。     

基于压电陶瓷的风机叶片模型覆冰主动监测

南方山区高湿低温严酷环境易导致冰灾,风机叶片覆冰会导致发电效率降低甚至停机,因此发展高效可靠的风机叶片覆冰监测技术对防冰、除冰具有重要意义。该文提出了一种基于压电陶瓷应力波测量的风机叶片覆冰主动监测方法。开展叶片模型进行模拟覆冰试验,在叶片表面布置伸缩型和剪切型两种压电陶瓷片,根据波动法原理对驱动器输入正弦扫频电压信号作为激励,记录不同传感器在不同结冰厚度下的响应信号,并对测量信号进行小波包能量分析。结果表明,同一压电陶瓷片接收信号的小波包能量与结冰厚度存在明显关系。     

飞机发动机旋转叶片的散射谱特征

飞机发动机旋转叶片引起的周期性运动部件调制(PMPM)影响目标多普勒频率跟踪精度,同时也为目标识别提供了重要特征信息。该文基于旋转叶片组电磁散射计算模型和实验测量数据,重点分析了PMPM频谱包络调制现象的形成原因。结果表明:与叶片倾斜角一样,扭角也是影响PMPM频谱分布的重要因素。     

大型风电叶片动态摄影测量网络优化

在大型风电叶片动态摄影测量中,为了对相机的站位进行优化,采用一种变异操作改进型遗传算法作为摄影测量网络优化方法,通过光线束前方交会的误差传递建立测量误差模型,以空间坐标测量误差的标准差为网络优化的目标,同时根据被测风电叶片几何结构和实际环境确定了相应的约束条件进行仿真实验,得到了最优的相机站位。结果表明,在以叶片长度为40m的风机为被测物的仿真实验中,最优站位的空间坐标测量误差标准差为2.7mm;通过对叶片长度为3.5m的风机模型进行实测实验验证,最优站位的相对测量误差为0.009%,最大误差为0.617mm。该研究为风电叶片摄影测量的网络优化提供了参考。     

基于一维距离像的飞机目标识别

针对基于多散射中心模型回波的一维距离像(High Resolution Range Profile, HRRP)难以真实反映复杂目标散射特性的问题,研究了基于电磁散射模型回波的生成方法和HRRP 宽带特征提取方法。首先应用等效电磁流法(Method of Equivalent Currents, MEC)棱边修正的物理光学(Physical Optics, PO)算法解算飞机目标动静态电磁散射特性;其次基于目标散射场数据,生成目标回波、仿真HRRP 序列,提取目标宽带特征信息;最后求解了目标在设定航迹下的平均识别率,量化分析了信噪比对目标识别率的影响。理论分析与仿真结果表明:当信噪比(Signal to Noise Ratio, SNR)大于5 dB 时,基于电磁散射建模的平均识别率相对基于传统的多散射中心模型提升了20%。     

用于交通监测的机动车轮毂散射特性

提出了一种利用机动车轮毂正交极化散射实现交通流量监测方案,研究分析了机动车轮毂极化电磁散射特性,得出了优化参数。通过建立汽车和轮毂模型,仿真得到主模谐振频率为255 MHz,比较了入射波激励为线极化平面波时,汽车和轮毂主极化、正交极化雷达散射截面(RCS)的大小,并得到了单个轮毂正交极化雷达散射截面达到最大值时的入射角。仿真比较了入射波极化角度改变时,RCS 的空间分布特点。分析表明:轮毂目标VH 极化散射最显著;将雷达天线放置于与机动车轮毂中心相对地面同等高度处,可有效减小机动车框架对轮毂散射场的影响,研究结果对于构建经济有效的机动车交通管制系统具有实际意义。     

Innovative adaptive pitch control for small wind turbine fatigue load reduction

As a renewable source of energy, wind is widely used to produce electrical power. The progress of wind turbine technology can greatly benefit from the improvement of control algorithms. The pitch angle control of a horizontal axis wind turbine above the rated wind speed is a challenging issue related to the nonlinear aerodynamic behavior of blades. The linearization of aerodynamic model around nominal operating condition, as well as manufacturing deficiencies, result in unknown parameter uncertainties in a wind turbine model. Therefore, the performance of controller, which is designed based on the mathematical model, defects in practice. In the current paper, an adaptive self-tuning regulator (STR) configuration is proposed for the pitch control, so that the parameters of wind turbine model are constantly estimated and the controller gains are updated based on the assessed parameters. The STR structure consists of a recursive least square estimator and a proportional-integral-derivative (PID) controller with adjustable gains, which are determined by the pole placement method in a real-time routine. The robustness of the closed loop system is investigated by implementation of the control structure on an aero-servo-elastic wind turbine simulator. For the sake of comparison, a baseline gain scheduling PID controller, which is well-accepted for wind turbine pitch control, is designed. A comparison between the simulations of two controllers confirms a significant improvement in the closed-loop performance including less fluctuation of rotor speed and power besides minor fatigue loads on the blades and main-shaft.     

Pitch controller for wind turbine load mitigation through consideration of yaw misalignment

Recent developments in sensor and actuator technologies have promoted the design and implementation of individual pitch controllers (IPCs) to mitigate fatigue loads on turbine blades caused by vertical wind shear. So far, IPCs have been designed assuming perpendicularity of the oncoming wind with respect to the turbine rotor plane as an independent yaw controller is dedicated to eliminate any misalignments. In this paper, a multi-input-multi-output (MIMO) IPC is designed based on the knowledge of mitigated blade load at a yawed inflow condition (i.e., yaw misalignment at certain angular position). Nonetheless, the proposed IPC is still to operate in the typical turbine configuration, in which the turbine is aligned with the wind direction. Performance of the proposed IPC is compared with that of the baseline collective pitch controller (CPC) and baseline IPC on simulations of the NREL 5 MW reference turbine at various turbulent wind conditions. Compared with the baseline CPC, the proposed controller is shown to contribute at least a 31.54% reduction in the blade out-of-plane fatigue load, a 35.32% reduction in the tower fore-aft fatigue load, and a 29.80% reduction in the tower side-to-side fatigue load.