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.     

半空间电大均匀介质目标散射分析方法

研究了半空间电大尺寸均匀介质目标散射的高频求解方法.考虑电大均匀介质目标散射特性,将半空间并矢格林函数引入物理光学近似中,结合图形电磁学(GRECO)和射线追踪方法,分别对半空间复杂目标的消隐和多重散射进行考虑,快速有效地计算了半空间电大均匀介质目标的雷达散射截面(RCS),数值结果证明了该方法的准确性.     

半空间电大导体目标散射的高频分析方法

该文研究了半空间电大尺寸导体目标散射的高频求解方法。将半空间并矢格林函数引入物理光学方法中,对半空间环境影响进行考虑,推导出半空间物理光学分析方法,并结合图形电磁学(GRECO),对半空间电大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,快速有效地计算了半空间导体目标的雷达散射截面(RCS),数值结果证明该文方法的有效性和准确性。     

基于MoM-PO的各向异性阻抗面电磁散射研究

该文基于阻抗边界条件(IBC),采用矩量法-物理光学(MoM-PO)混合算法,研究了3维各向异性阻抗面的电磁散射特性。根据表面等效原理,将空间散射场等效为MoM区和PO区电磁流的辐射场,感应电磁流以3维RWG (Rao-Wilton-Glisson)矢量基函数展开。以表面阻抗并矢表征电磁参数,给出典型各向异性阻抗面目标的电磁仿真算例,结果与Mie级数等精确解吻合良好,显示了该方法的有效性。     

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%。     

半空间电磁问题的积分方程方法研究进展

半空间电磁模型是从地、海目标电磁散射与辐射等实际问题中提炼出来的一个科学问题,这一问题是陆地、海洋的微波遥感遥控,地、海基目标的电磁隐身与反隐身设计,战场侦察,精确制导等具体工程应用的基础性关键问题.积分方程方法是解决半空间电磁问题的一种极其重要的方法,文中对其研究进展进行了综述,重点讨论半空间积分方程形式及其对应的半空间格林函数、Sommerfeld积分计算技术,以及半空间积分方程的快速算法三个方面的最新研究进展.最后,面向半空间电磁环境下的工程应用需求,对半空间电磁算法的发展方向进行了展望.     

半空间目标宽带电磁散射特性的快速插值方法

将幅相分离插值方法应用于半空间目标宽带电磁散射特性的分析中。针对半空间散射体表面感应电流的特性,将主要相位因子提出单独考虑,余下随频率变化相对平滑的剩余项运用最佳一致逼近快速求取其宽带特性,再结合半空间格林函数求解半空间背景下目标的电、磁矢量及标量位函数,进而求解其散射场,最终有效地分析了半空间目标的宽带电磁散射特性。数值结果证明了方法的有效性和准确性。     

半空间理想导体目标RCS缩比关系的研究

根据物理光学方法(PO)和半空间并矢格林函数,推导出半空间中理想导体的散射场.根据该散射场,首次推导出半空间中理想导体目标的缩比关系,并具体给出了半空间中典型理想导体目标(薄平板和柱面)的RCS缩比因子表示式.为了验证该公式的正确性,矩量法仿真同时给出了直接计算原型目标和通过该缩比因子和缩比模型所得原型目标的RCS.数值结果表明,该缩比关系是有效的.     

等效电磁流一般和高阶表达式及其在双站散射中的应用

本文根据等效电磁流方法的概念，导出了求解物理光学场，边缘绕射场和总场的等效电磁流的一般表达式，它们可退化到目前已存在的各种等效电磁流公式；并提出了一种最佳的计算物理光学场的等效电磁流公式，根据半平面非均匀性电流的精确表达式，导出了一阶，二阶和三阶等效边缘电磁流的表达式，最后用本文导出的公式计算了菱形板的双站散射截面，计算结果和实验结果吻合良好。     

广义网络原理在电磁散射混合方法中的应用

本文提出了一种分析电大开槽目标电磁散射的混合方法。根据等效原理,将原目标的散射场分解为电大目标和槽缝散射场的叠加。前者用迭代物理光学法计算。对于后者,则先用时域有限差分法计算其导纳矩阵,然后在口径面上建立相应的广义网络模型,用网络分析的方法求得槽缝的等效磁流,最后由互易定理推得散射场的表达式。数值结果证明了本文方法的准确性和高效性。     

高频地波雷达海面舰船RCS预估

为了有效预估高频雷达海面目标的短波散射特性,采用两媒质半宽间FDTD方法对海面舰船目标电磁建模.通过对有限长贴地介质圆柱进行电磁建模,证明了该方法计算结果的准确性.最后,以海面某海监船为研究对象,分析其电磁散射情况,并将计算结果与实验观测结果进行了对比,结果表明:两者吻合良好.     

二维密集导体目标散射的数值模式匹配法

用数值模式匹配法(Numerical Mode Match,NMM)求解空间随机分布的二维任意形状导体柱目标的复合散射。每个目标的散射场在各自局部坐标系中用柱面波函数展开,外部空间的散射场由所有目标散射场的叠加共同贡献。在每个导体目标表面选取若干离散点数值匹配边界条件,得到关于展开系数的超定矩阵方程,用奇异值分解(Singular Value Decomposition,SVD)或最小二乘法获得其最佳逼近解。这样,空间的散射场可由级数展开解析计算。数值分析了展开级数的截断问题,与矩量法(Method of Moment,MoM)数值计算的结果比较和误差分析获得不同形状和不同尺寸目标的展开项数,并用多项式拟合了简单的函数式。最后,针对不同形状组合的多导体柱复合散射模型分析其双站散射计算,与MoM方法的结果比较表明:数值模式匹配法能快速准确地分析任意尺寸任意位置任意形状复合目标的散射计算。     

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。     

由近场测量确定目标空间散射特性的研究

本文谁了由平面近场测量确定目标散射特性的原理，导出了具体的计算公式，与其它测量方法相比，该法可以提取出目标散射特性的大理信息，对几种简单的目标模型进行了测量，所得到的背向散射图和不同方向来波照射目标的空间散射图均与理论计算符合良好，说明了方法的正确性和优越性。     

半无限大空间中无耗二维电磁目标的微波成像新方法

本文提出利用模拟得到的时域散射信息对埋于半无限大空间中的无耗二维电磁目标进行微波成像的新方法时域变分迭代法(time-domain variational iterative method,TVIM)。这是一种基于电磁体等效原理、变分原理和傅立叶变换的迭代方法,每次迭代各计算正问题和逆问题一次,正问题采用时域有限差分(finite-difference time-domain)方法处理。列举了一些典型的数值反演实例,并与有关文献结果作了比较,考察了TVIM的收敛性能、反演复杂目标能力、抗随机噪声等反演性能,并从理论上简要分析了形成TVIM良好反演性能的原因。     

高频区雷达目标散射模型及其参数估计

参数逆问题模型分析是研究雷达目标后向散射特性的重要手段，近年来受到了广泛重视，本文根据高频区雷达目标散射机理，给出了雷达目标散射的一般模型，研究了基于状态空间模型的目标散射中心参数估计的方法，理论分析和数值模拟结果均证明了所述方法的正确性。     

基于DSM-CSI的非线性逆散射算法研究

由于反演问题中散射体所处区域和散射体个数信息的缺失,进而导致非线性逆散射方法的待重构空间维数高和运算代价高。基于线性逆散射方法在重构目标区域和目标个数信息的计算代价低,本文提出一种DSM（Di-rect Sampling Method）线性方法和CSI（Contrast Source Inversion）非线性方法相结合的非线性逆散射方法。该方法利用DSM方法的重构结果为CSI方法提供散射体所处区域和散射体个数的先验信息,进而降低待重构空间的维数以及非线性逆散射问题的计算量。实验计算结果证明了该方法的有效性。     

基于组网雷达的有翼弹道目标三维成像

组网雷达的多视角特性有利于获取目标的真实空间结构。该文在构建有翼进动目标回波模型的基础上,分析不同类型散射中心的微多普勒信息变化率的变化趋势,对微多普勒信息进行分离提取。利用非线性最小二乘拟合获取散射中心的幅度、相位信息。基于微动特征的不变性,利用多部雷达锥顶散射中心的幅度信息估计微动特征和坐标转换参数。然后根据各散射中心在不同视角上投影分量的差异,实现尾翼散射中心的匹配,之后求解散射中心的瞬时空间位置,实现目标重构。仿真验证了算法的有效性,并分析了微动参数和信噪比对重构结果的影响。