徐润汶[1]2016年在《粗糙面及其与目标复合电磁散射的有限元与边界积分方法研究》文中进行了进一步梳理本论文采用有限元方法(Finite Element Method,FEM)与边界积分方法(Boundary Integral Method,BIM)对随机粗糙面及其与上下方目标复合模型的相关电磁散射问题展开了系统研究。通过将BIM与基尔霍夫近似(Kirchhoff Approximation,KA)结合提高了BIM的仿真效率,并将基于完全匹配层(Perfectly Matched Layer,PML)的FEM算法引入到一维粗糙面与二维目标的复合电磁散射问题中,采用FEM与BIM的混合算法对粗糙面与目标的电磁散射问题作了系统讨论,并基于KA对FEM/BIM算法进行了加速,最后通过FEM/MoM对二维粗糙面及三维目标的复合电磁散射问题进行了研究。论文的主要工作如下:1、针对一维介质粗糙面及其下方埋藏目标的复合电磁散射,通过KA对粗糙面的场信息进行近似,并采用BIM对目标区域进行模拟,同时迭代考虑两者之间的耦合,从而提高了复合电磁散射问题的求解效率。2、将FEM/PML引入到随机粗糙面与目标的复合电磁散射问题中,通过PML边界对半开放区域进行截断,截断区域内部采用FEM处理,基于该方法对一维粗糙面及其上下方二维目标、一维多层粗糙面及其下方二维埋藏目标等复合电磁散射问题进行了讨论。3、为了减小粗糙面相关电磁散射问题的求解区域,采用BIM边界对FEM区域进行截断,对FEM/BIM在粗糙面及其与目标复合电磁散射问题中的理论公式进行了详细推导。4、为了提高FEM/BIM算法的求解效率,通过将其与KA进行结合,形成了一种高低频混合方法。通过将粗糙面与目标分区处理,粗糙面区域采用KA近似处理,目标区域通过FEM/BIM求解,两者之间的电磁耦合通过迭代过程考虑。为了改善其仿真精度,基于多区域原则,将粗糙面区域划分为多个子区域,主区域采用BIM处理,辅区域仍采用KA处理。5、基于矢量四面体基函数,三维目标区域通过FEM结合Mo M边界求解,同时结合RWG基函数,二维粗糙面区域采用MoM处理,通过积分边界考虑两区域之间的耦合,从而将FEM/Mo M混合算法引入到二维粗糙面与三维目标的复合电磁散射问题中。
聂小春[2]2000年在《电磁散射混合方法及相关问题研究》文中研究指明复杂目标的电磁散射分析在许多军事及民用领域具有广泛应用，而混合算法是解决上述问题的一条有效途径。本文着重研究表面具有电小槽缝结构的电大目标散射及其相关问题，其中包括导电平面上的腔体及孔缝散射等。作者所做工作及主要研究成果如下：1、首次将广义网络原理应用于复杂电磁散射问题的混合算法分析中，并在 此基础上开发出IPO-MoM、IPO-FDTD及IPO-BIM等多种混合法计算 软件。本文方法的最大特点是使高频近似方法和低频数值方法的分析完 全独立，并且考虑了目标表面各部分间的主要耦合因素。利用所编制的 混合算法计算软件，首次系统地考察了电大目标各部件之间、电小槽缝 与电大目标之间以及电小槽缝各部分之间的互耦对目标散射特性的影 响，从而为复杂目标雷达截面的优化设计提供了依据。2、将广义网络原理应用于导电平面上的任意腔体的散射分析，给出了包括 具有复杂终端的腔体模型在内的多个算例。该方法的最大特点是在计算 中可对腔体进行任意拆解和组合，某些常用腔体段的导纳矩阵可保存下 来以重复调用，因此，该方法可做为一种腔体的计算机辅助设计工具服 务于工程应用。3、首次提出一种利用槽缝口径等效磁流提取其口径导纳矩阵的方法。对于 结构十分复杂的槽缝结构，本文提出在开口腔体的情况下首先提取槽缝 在各种激励条件下的口径等效磁流，然后通过广义网络方程变换的方式 建立槽缝的网络模型，有效解决了直接模拟时所遇到的难题。4、首次利用边界积分法及连接算法分析复杂的孔缝耦合问题。连接算法的 引入极大地缓解了计算机内存对孔缝尺寸的限制，提高了分析效率，还 使复杂孔缝的处理成为可能。该项研究成果可望应用于电磁兼容、微波 与光器件以及缝隙天线等多个电磁领域。5、分析了有限厚导电平板上二维孔缝的散射及传输特性，得到了一些在实 际工程应用中具有重要参考价值的结论。另外，该方法还可用位于厚度 极小的导电平板上的实际孔缝模型来模拟位于无限薄平板上的简化孔缝 模型，从而使二者的分析得到统一。
魏仪文[3]2016年在《电大尺寸粗糙（海）面及其与目标复合电磁散射研究》文中研究表明本文围绕粗糙(海)面,以及其与目标复合电磁散射进行研究。针对实际探测中遇到的问题进行两大方面的研究,即减少粗糙(海)面电磁散射的求解时间和研究实际复杂动态海面及其与目标电磁散射特性。该研究在粗糙(海)面遥感,复杂环境预警,环境参数反演和目标检测与识别等领域有着十分重要的研究价值。论文的工作和研究成果如下：将多区域模型用于一维介质粗糙面与上方导体目标复合电磁散研究。首次将多区域模型与单积分方程矩量法相结合,不仅解决了多区域和传统积分方程矩量法结合时存在无法处理的函数的问题,而且大大减小了未知量,使得电大尺寸问题可以用个人计算机解决。多区域模型根据入射波的强度将粗糙面分为主区域和非主区域,主区域采用传统矩量法,非主区域只记和自己相邻的主区域的耦合作用。为了验证本文中单积分方程推导的正确性,将传统积分方程矩量法(Method of Moment,MoM)与单积分方程(Single Integral Equation, SIE)矩量法(SIE MoM)计算的散射结果进行了对比,结果显示两种方法计算结果十分吻合,验证了单积分方程的正确性；紧接着对比了SIEMoM和多区域SIE MoM的计算时间,粗糙表面感应电／磁流,目标表面感应电流以及散射系数,对比结果显示,多区域SIE MoM大幅度减小了内存消耗和计算时间,并且在中小散射角范围内可以保证计算精度。将多区域模型推广到一维介质粗糙面及其上／下方介质目标复合电磁散射的研究中。介质目标会使得问题更加复杂,对于导体目标,其上感应电流对总场的影响只需要直接添加进积分方程中,而对于介质目标,需要新建立一个介质目标内部等效模型,也就是说在建立积分方程时需要建立三个等效模型,积分方程数量也会随之增多,增加了推导的难度和复杂性。本文将多区域模型成功推广至介质目标与粗糙面散射中,推导了介质目标与介质粗糙面复合散射的单积分方程,并与传统积分方程MoM结果比较,验证SIE MoM的正确性,接着将多区域模型用在SIE MoM上,在中小散射角范围内可以获得了几乎准确的结果,并且达到减少未知量,降低内存需求,节约计算时间的目的。建立含碎浪的电大尺寸动态海面电磁散射模型,考虑破碎波对电大尺寸海面电磁散射特性的影响,对破碎波结构进行简化,使其既能形成引起回波‘海尖峰’现象的强散射源,又能体现模拟HH极化散射结果大于VV极化散射结果的特性；根据实际测量的白冠覆盖率及波浪破碎概率等,建立包含破碎波的电大尺寸海面电磁散射模型。同时对回波‘海尖峰’特性进行分析研究,模拟小擦地角下含碎浪电大尺寸二维动态海面电磁散射回波时间序列,从其中判定‘海尖峰’出现的概率,分析在何种雷达参数和海面参数下‘海尖峰’现象更容易出现,同时分析‘海尖峰’对时间相关函数和多普勒谱的影响。研究了内波影响下海面电磁散射,关于内波对散射系数和动态海面多普勒谱的影响鲜少有相关研究,作者基于Korteweg-de Vries (KdV)方程,建立内波传播模型；通过波流相互作用函数,基于波作用量方程,对表面毛细波的波谱进行修正；最后基于双尺度方法的面元模型,将内波对高频谱的修正作用考虑在内,计算内波的存在对大尺寸海面电磁散射特性的影响,分析了不同的内波参数,不同海况参数等对海面散射系数和多普勒的影响。提出一种更贴合海面双尺度面元模型的四路径方案,并计算电大尺寸海面及其上方目标的复合电磁散射。为了保证计算效率,采用MECA与PTD相结合的方法,计算目标散射场；本文第五章和第六章中提到的双尺度面元模型将用来预估电大尺寸海面的电磁散射场；再结合作者提出的反射系数修正方法,在四路径镜向等效思想的基础上,通过计算粗糙面上每个镜向反射单元的复反射系数,提出一种新的四路径复合散射预估方法。
王蕊[4]2008年在《粗糙面及其与目标复合电磁散射中的相关问题研究》文中研究指明本论文就粗糙面及其与目标的复合电磁散射中的相关问题开展了系统的理论研究工作。主要包括单层及分层随机粗糙面的电磁散射;有耗介质粗糙面与全埋、半掩埋目标的复合电磁散射;矩量法结合基尔霍夫近似的混合算法、互易性定理在粗糙面与上方目标复合电磁散射中的应用以及粗糙面与目标复合脉冲电磁散射的研究。论文主要工作如下:1.将锥形入射波引入到传统的基尔霍夫近似中,研究了考虑遮蔽效应时一、二维随机粗糙面的电磁散射问题。通过将数值结果与矩量法的结果对比发现,本文方法的计算结果与矩量法吻合较好,较传统基尔霍夫近似的计算结果更为准确。2.利用矩量法结合锥形波入射下的基尔霍夫近似研究了分层粗糙面的电磁散射。利用矩量法计算了上层粗糙面的散射场,利用基尔霍夫近似计算了从下层粗糙面进入自由空间的透射场。数值结果以高斯粗糙面为例,计算了不同极化状态下分层高斯粗糙面双站散射系数的角分布。3.推导了一维有耗介质粗糙面与半掩埋、全掩埋目标复合电磁散射系数的计算公式,并利用矩量法对其进行计算。讨论了粗糙面的均方根高度及相关长度、介质的介电常数、目标埋藏深度及大小对复合散射系数的影响。4.提出了将矩量法结合基尔霍夫近似的混合算法分析了一维随机粗糙面与上方二维无限长任意截面导体目标的复合电磁散射。混合算法将电磁散射区域分别划分为KA区域和MOM区域,其运算时间和对计算机内存的需求主要取决于目标的网格划分情况。通过与MOM结果比较表明混合算法具有较高的计算精度和计算效率,最后给出了不同极化状态下粗糙面的粗糙度、目标尺寸及高度对双站复合散射系数的影响。5.将互易性定理在两相邻目标散射中的理论扩展到求解时变介质海面与其上方运动导体平板的耦合场中。应用基尔霍夫近似求解了海面后向散射场,利用物理光学法求解了海面表面电磁流及上方导体板的散射场,同时应用互易性定理求解了海面与平板之间的耦合散射场,对后向复合电磁散射场及多普勒谱特性进行了详细讨论。6.利用时域积分方程方法计算了一维高斯导体粗糙面的瞬态电磁散射及其与上方二维无限长任意截面目标的瞬态复合电磁散射,在时域电场积分方程的基础上给出了显式及隐式MOT步进方程,数值计算并分析了复合散射模型中粗糙面中心点的电流及远场电场随时间的响应,并将计算结果与矩量法结合离散傅立叶逆变换进行了对比,验证了本文方法的有效性。最后,详细分析了入射角、目标大小及位置对电流及电场远场响应的影响。
赵博[5]2016年在《介质目标散射和载体天线辐射的电磁问题研究》文中提出雷达在第二次世界大战中得到了迅速的发展,时至今日发展成为能够代表一个国家军事工业先进水平的典型案例。雷达系统的设计和目标电磁散射特性的预估与系统前端天线辐射特性的分析是紧密相关的。目标电磁散射特性的预估是以电磁计算方法为基础的,其最终要求则是能够对外形复杂和电大尺寸的目标进行精确且快速的分析。另一方面,天线辐射特性分析的难点之一在于能够有效计算各种复杂载体平台对天线性能的影响。本文基于以上背景并结合国防预研项目,着重研究了电磁算法中有关介质目标的矩量法及其快速算法,并结合扫频算法实现了针对介质目标的快速宽带散射分析。此外,对载体平台上天线辐射特性的快速分析进行了相关研究。本文的主要工作可以概括为以下六个方面：1.详细研究了电场积分方程的矩量法。介绍了矩量法的数学原理,根据理想导体边界条件建立了电场积分方程。着重讨论了RWG基函数的特点、伽略金检验过程和高斯数值积分,对奇异性问题进行了细致的公式推导。2.详细研究了基于PMCHWT方程和体积分方程的矩量法。从均匀介质目标散射模型的等效外问题和等效内问题出发,阐述了PMCHWT方程的形成过程。用矩量法对PCMHWT方程进行求解,并讨论了子阻抗矩阵的对称性和其奇异性问题。介绍了基于四面体剖分的SWG基函数及其的特点。用矩量法对适用于一般介质目标的体积分方程进行求解,并对奇异性问题给出了详细的公式推导。对介质金属混合目标的矩量法进行了拓展研究。3.介绍了积分方程-快速傅里叶变换方法(IE-FFT)中均匀笛卡尔网格的建立和自由空间格林函数的拉格朗日多项式插值技术,形象地展示了离散格林函数矩阵的三重Toeplitz特性,完整的阐述了具有三重Toeplitz特性的矩阵和向量乘积的快速傅里叶变换(FFT)加速原理。针对矩量法内存需求大和求解矩阵方程计算复杂度较高的问题,研究了基于PMCHWT方程的IE-FFT技术,并比较了两种可能的FFT加速策略,将内存和计算复杂度降低到O(N1.5)和O(N1.5log N)。同样,研究了基于体积分方程的IE-FFT方法,有效的将内存和计算复杂度降低到O(N)和O(N log N)。4.提出将体积分方程矩量法分别结合渐近波形估计和最佳一致有理逼近来快速预估一般介质目标的宽带电磁散射特性。第一种方法在给定频点对矩阵方程中的阻抗矩阵、激励向量和未知向量进行泰勒展开,对关于频率的多项式进行合并同类项来求解未知向量的泰勒展开系数,通过Pad6逼近对未知向量做进一步展开来延展带宽。第二种方法在给定的整个带宽内选定切比雪夫节点,计算其对应波数上的等效体电流密度,并通过梅利逼近来提高计算精度。将PMCHWT-IE-FFT和最佳一致有理逼近相结合来快速分析均匀介质目标的宽带散射特性,通过FFT加速技术缩短了最佳一致有理逼近方法中电磁流密度的求解时间。5.针对矩量法物理光学混合算法(MoM-PO)中修正阻抗矩阵填充计算复杂度较大的问题,提出将MoM-PO和IE-FFT相结合的IE-FFT-PO方法。首先对修正阻抗矩阵进行矩阵分解得到矩量法区和物理光学区之间互阻抗矩阵和耦合矩阵的乘积。稀疏存储自阻抗矩阵、互阻抗矩阵和耦合矩阵的阻抗元素,并对矩阵方程求解每一步迭代中的三次矩阵向量积运算进行FFT加速。6.针对载体平台上多天线的辐射问题,提出基于MoM-PO方法的分区技术,将每一个天线及其附近区域划分为一个矩量法区,剩余部分为物理光学区。该方法在考虑每一个矩量法区和物理光学区之间耦合作用的基础上,进一步考虑多个矩量法区之间的相互作用。相比传统MoM-PO方法,其结果是修正阻抗元素个数的大幅减少,从而缩短自阻抗矩阵需要的修正时间。借鉴迭代MoM-PO的思想,提出了分区迭代的MoM-PO方法,相比分区MoM-PO方法,进一步缩短了载体平台多线天线辐射问题分析所需要的时间。
任新成[6]2008年在《粗糙面电磁散射及其与目标的复合散射研究》文中指出粗糙表面及粗糙面与目标的复合电磁散射研究在微波遥感、雷达成像、海洋工程、无线通信、表面光学和半导体物理等领域均具有重要的实际应用。本论文就粗糙面电磁散射及其与目标的复合散射中的若干问题开展了系统的理论研究工作。论文首先研究了随机深粗糙度表面、分层介质微粗糙面的电磁散射及粗糙面、分层介质微粗糙面电磁波透射散射。然后将分层介质微粗糙面电磁散射和透射散射的理论运用到海面,研究了基于P-M谱的二维各向异性分层海面、改进的二维分形模型分层海面的电磁散射和透射散射。最后研究了粗糙面与其下方和上方目标的复合电磁散射问题。主要工作和成果如下:1.根据格林矢量第二定理推导出了平面波入射粗糙面时远区场的数学表达式,进一步运用基尔霍夫驻留相位近似法得到了深粗糙度高斯粗糙面双站散射系数计算公式,通过数值计算讨论了深粗糙度高斯粗糙面双站散射系数随介质介电常数、粗糙面相关长度和均方根、入射波频率的变化。2.运用微扰法研究了平面波入射分层介质微粗糙面的电磁散射和透射散射、导出了不同极化状态下的散射和透射系数公式。分别采用高斯和指数型粗糙面来模拟实际微粗糙面,结合它们的功率谱得到了分层介质散射和透射系数计算公式。通过数值计算讨论了底层介质介电常数、中间层介质介电常数和厚度、粗糙面相关长度及均方根、入射波频率对散射和透射系数的影响,分析了两种类型分层介质微粗糙面的电磁散射和透射散射特性。3.从格林矢量第二定理出发,基于微扰法、基尔霍夫驻留相位近似法和基尔霍夫标量近似法分别研究了高斯粗糙面的透射散射问题。数值计算得到了不同极化状态下透射系数随散射角、散射方位角及入射波频率的变化,讨论了介质介电常数、粗糙面相关长度和均方根、入射波频率对不同极化状态透射系数的影响。4.运用分层介质微粗糙面电磁散射和透射散射理论,结合海面P-M谱与改进的分形海面模型导出了二维分层海面散射系数和透射系数计算公式,数值计算并讨论了双站散射系数和透射系数随中间介质介电常数和厚度、摩擦风速、风区范围、观察方向与逆风方向之间夹角和入射波频率的变化,得出了双站散射系数和透射系数的基本特征、分区特征和随频率变化的特征。5.利用矩量法研究了一维高斯和指数型介质粗糙面与其下方二维导体圆柱的复合电磁散射;数值计算并讨论了不同粗糙面相关长度和均方根、粗糙面下方介质的介电常数、导体圆柱埋藏深度、导体圆柱半径下复合散射系数的变化特征。基于矩量法结合近似解析法基尔霍夫近似的混合算法分析了一维导体粗糙面与其上方具有任意形状截面的二维导体目标的复合电磁散射特性,给出了MOM用于求解粗糙面与其上方目标的复合散射的基本原理,通过数值计算讨论了粗糙面相关长度和均方根、导体圆柱半径和高度对复合散射系数的影响。
李杰[7]2012年在《随机粗糙面及其与目标复合电磁散射有限元与高频方法建模研究》文中研究指明随机粗糙面电磁散射研究在理论分析与实际应用中具有重要的意义，自上世纪六十年代以来一直是电磁领域研究的热点。本论文着重应用有限元方法与高频近似方法对随机粗糙面电磁散射以及目标与粗糙面复合电磁散射进行了研究。在随机粗糙（海）面的模拟与复合目标几何建模的基础上，本文涉及到的问题包括一维随机粗糙面、一维粗糙面与二维目标以及二维粗糙面与三维目标的电磁散射建模方法。本文的主要工作如下1.介绍了有限元方法在确定性目标电磁分析中的应用，即在广义变分原理的基础上，将电磁场边值问题转变为等效泛函变分问题。2.在包含粗糙边界的有限元区域自动建模和剖分的基础上，将有限元-边界积分方法应用于一维粗糙面的电磁散射，研究不同粗糙度参数下的一维随机粗糙面的散射特性，并研究了存在上方目标时粗糙面附近区域的电磁场分布。3.提出结合有限元方法、边界积分方程以及基尔霍夫方法的多重混合（FE-BI-KA）方法。利用多重混合方法对随机粗糙（海）面上方非均匀目标以及等离子体涂覆目标的电磁散射特性进行了研究。4.在给出粗糙面与目标复合建模方法的基础上，应用物理光学方法与弹跳射线法对二维粗糙面与三维电大目标的频域散射特性进行了研究。将时域迭代物理光学方法推广到随机粗糙面与目标复合散射研究中，用来研究复合目标的瞬态和宽带散射特性。
高翔[8]2016年在《飞行器/排气系统红外辐射及电磁散射特性数值研究》文中研究指明雷达探测和红外探测是目前针对飞行器的主要侦测方式,而发动机的排气系统不仅是飞机后向3μm-5μm波段内的主要辐射源,作为电大腔体也是飞行器后向主要的雷达散射源。因此,如何降低排气系统的红外和雷达信号强度成为隐身飞行器设计研究的重要问题。以此为背景,本文开展了飞行器及其排气系统的红外辐射和电磁散射特性研究。在红外辐射研究方面,发展了红外数值计算方法,并在此基础上研究了气溶胶隐身技术和S弯遮挡技术等红外抑制技术的特点,最后以耦合进/排气系统的飞翼无人机为研究对象,分析了太阳辐射、地面辐射、天空辐射等环境因素对飞翼无人机的红外辐射特性的影响。在电磁散射方面,研究了腔体电磁散射特性计算方法并开展了暗室实验测试验证,最后研究了几何构型设计、介质涂覆等雷达散射截面(RCS,Radar Cross Section)缩减技术。论文的主要研究内容及结果如下:1、在红外辐射计算技术方面:针对红外辐射计算与CFD计算使用网格不一致而带来的计算精度损失的问题,本文提出了基于非结构网格“表面”编号的拓扑方法,避免了将CFD结果数据及网格数据拓展全三维和插值而带来的计算精度损失,此外所提出的网格拓扑方法能够解决包含周期性边界条件的红外辐射问题;对气体辐射的逐线计算方法和Malkmus统计窄谱带模型进行了研究,并在HITEMP数据库基础上采用Malkmus统计窄谱带模型构建了用于3μm-5μm和8μm-14μm气体辐射研究的燃气数据库;针对使用窄谱带模型进行大气衰减作用计算效率较低的问题,将CG近似下的Malkmus模型与HITRAN数据库结合,应用于背景辐射模型的计算,提高了构建背景辐射的计算效率;基于球形粒子光学参数、稀疏粒子系的光学参数以及散射统计概率模型,建立了含粒子介质系的散射模型,并将此模型与反向蒙特卡洛方法相结合,开发了能够计算含粒子介质系红外辐射的方法和计算软件,为气溶胶隐身技术研究提供了有力的工具;通过构建太阳辐射模型、地面辐射模型、天空辐射模型,并以壁面双向反射函数模型模拟飞翼机体表面对太阳辐射的反射,最终实现了处于背景中的飞行器红外辐射数值仿真,为研究目标与环境之间的影响提供了理论与技术支撑。2、在气溶胶红外隐身技术方面:以轴对称排气系统为基础开展了SiO2粒子注入对排气系统的红外抑制效果的研究,获得了粒子注入规律对排气系统的红外辐射强度的影响规律。通过分析粒子的注入流量、注入速度、注入角度、直径以及外流马赫数等参数对粒子注入后的排气系统红外辐射特性的影响,发现了离散颗粒注入流量过大反而会使得排气系统在大角度下的红外辐射增强;在有外流的情况下,粒子注入速度和注入角度对排气系统的红外抑制效果的影响不大;在大探测角下,外流马赫数为0.4时的抑制效率要高于马赫数为0.6和0.8时的抑制效率。3、在几何遮挡红外抑制技术方面:为探索遮挡技术对排气系统红外辐射的影响,对比研究了轴对称排气系统、单S弯排气系统以及双S弯排气系统的红外辐射特性,得出采用双S弯排气系统,能够使红外辐射强度的最大值相比轴对称排气系统减少95%左右,使被锁定距离的最大值降为轴对称排气系统的15%左右;开展了宽高比、第一弯位置、第一弯面积、出口斜切角度以及出口形状等几何参数的变化对双S弯排气系统的气动性能及红外辐射特性影响研究,得到了几何参数变化对双S弯排气系统的气动性能及红外辐射特性的影响规律。4、在背景与目标红外辐射研究方面:采用理论分析与数值模拟相结合的方法,分析研究了“干净构型”及耦合不同进/排气系统的飞翼无人机的气动性能及内外流特性;并对耦合S弯进气道、单S弯或双S弯排气系统的飞翼无人机的红外辐射特性进行了分析研究;结果表明,耦合双S弯排气系统的飞翼无人机具有更低的红外辐射强度;最后,以耦合双S弯进/排气系统的飞翼无人机为对象,开展了无人机蒙皮反射背景辐射的研究,研究表明在3μm-5μm波段内,太阳辐射是飞机蒙皮的主要反射辐射,而在8μm-14μm波段内反射辐射主要来自地面辐射和天空的辐射。5、在电磁散射计算方法与RCS实验测试方面:将迭代物理光学方法与阻抗边界条件相结合,发展了可用于腔体吸波介质涂覆研究的电磁散射计算程序,并将其与红外辐射计算程序进行集成;基于简化的轴对称排气系统模型,对本文的数值方法进行了验证,结果表明,所开发的电磁散射计算程序能够用于研究排气系统这类复杂腔体的电磁散射特性;为消除排气系统的外壁面对RCS测试结果的影响,针对电大尺寸腔体RCS测试的要求,设计研制了分别适用于轴对称排气系统、双S弯排气系统且符合背景噪声要求的两种低散射壳体;采用步进频率测试系统,在暗室中完成了轴对称、双S弯两种排气系统在五个波段下的RCS测试,验证了双S弯结构能够有效地减缩排气系统的RCS。6、在排气系统RCS减缩技术方面:分析对比了简化后的轴对称排气系统、单S弯排气系统以及双S弯排气系统在X波段内的电磁散射特性。研究表明,双S弯结构可使得排气系统的RCS至少减缩74.4%,并进一步分析了宽高比、第一弯面积、第一弯位置等多个几何参数对双S弯排气系统电磁散射特性的影响,探寻了排气系统电磁散射特性随几何参数变化的规律;针对介质涂覆对双S排气系统RCS的影响,开展了双S弯排气系统不同涂覆位置的研究,研究发现介质涂覆能够有效减缩排气系统的RCS,在喷管出口附近壁面涂覆吸波材料具有高的效费比。
李光亚[9]2010年在《目标电磁散射的混合算法研究》文中研究说明本文研究了目标电磁散射的混合算法,提高电大目标电磁散射的计算效率,主要工作和结果包括:1、介绍了计算目标电磁散射的基本方法,着重讨论了矩量法(MoM)、物理光学法(PO)和迭代物理光学法(IPO),并给出每一种方法的数值算例。2、讨论了MoM计算一维粗糙面的方法。研究了基于电流基的二维混合算法,推导出此混合算法的计算公式,并采用此混合算法计算了一维粗糙面上目标的复合散射截面。通过不同的数值算例讨论了影响此混合方法的主要因素。3、推导出基于三角面元的PO的基本公式,在此基础上把目标划分成物理光学法区域和矩量法区域。考虑电流连续性,结合基于RWG基的矩量法,得到了用于计算任意三维目标电磁散射的混合算法公式,并计算了组合体目标的雷达散射截面。混合法和MoM的数值算例进行了比较,结果显示混合算法具有更高的计算效率。
李琛璐[10]2017年在《特征基函数法及其改进技术在电磁散射中的应用》文中研究说明目标电磁散射特性的研究对于雷达系统的设计、目标隐身与反隐身技术研究、基于雷达回波信号的目标识别研究等应用都有极其重要的价值。目标电磁散射特性的数据固然可以通过测量获取,但是要求具备昂贵的测量设备、理想的测量环境,需要耗费大量的人力、物力和财力,还需要较长的测试周期,成本代价极高。相比之下,通过理论建模和数值模拟的途径来分析目标电磁散射特性则更加便捷,成本更低。因此如何快速高精度分析电大目标电磁散射问题是计算电磁学一直以来的研究热点之一。本文在此背景下,紧密围绕提高计算精度和计算效率这两个关键问题,对基于矩量法的多层特征基函数法及其改进技术展开研究,并将其应用到电磁散射问题的分析中。本文研究主要分为两个部分,第一部分是从计算效率和计算精度这两个问题出发,对多层特征基函数法及其改进技术展开研究;第二部分对特征基函数法的应用进行扩展。提出一种融合特征基函数法,并应用该方法快速精确分析多激励入射下导体目标电磁散射特性。在第一部分中,针对特征基函数法在分析电大导体目标电磁散射特性时,为了控制子域的个数,每个子域中未知量数目就不得不增加,从而使得特征基函数生成过程非常耗时的问题,首先将基于Foldy-Lax多径散射方程的单层特征基函数法扩展为多层特征基函数法,以此来提高未知量的压缩率;同时采用自适应交叉近似法对每一层的阻抗矩阵进行压缩填充,加速缩减矩阵的构造。数值结果显示该方法可以有效提高计算效率降低内存需求。其次,提出了一种快速精确的基于多层特征基函数法的混合方法。在混合方法中,提出一种修正的快速偶极子法来改善传统快速偶极子法的计算效率和计算精度;随后将修正的快速偶极子法与自适应交叉近似法及等效偶极子法相结合来提高多层特征基函数法的计算效率。应用修正的快速偶极子法后,次要特征基函数的生成和缩减矩阵的构造更加高效,结果也更加精确。当远场组判距条件变得苛刻以此来获得更精确的结果时,由于中间场的阻抗矩阵运用了自适应交叉近似法进行压缩,使得整个混合方法计算效率得以进一步提高,内存需求进一步减少。数值结果不仅证明修正的快速偶极子法可以有效减少计算时间和减小相对误差,还证明了在给定的相同远场组判距条件下,混合方法可以提高计算效率降低内存需求。在第二部分中,针对特征基函数法在多激励入射导体目标电磁散射问题分析中的应用,提出一种融合特征基函数法。首先,新定义一种改进的主要特征基函数,将周围子域的影响考虑进每个子域的主要特征基函数中,丢弃一阶次要特征基的同时采用高阶特征基来提高最终结果的精确度。因为每一个特征基函数中都考虑了子域与子域之间的互耦效应,所以只需要极少数量的入射平面波就可以获得具有较高精度的结果,从而实现精度与效率的同步提高。最后对多层特征基函数法及其改进技术进行总结分析,并对未来研究工作方向进行展望。
参考文献：
[1]. 粗糙面及其与目标复合电磁散射的有限元与边界积分方法研究[D]. 徐润汶. 西安电子科技大学. 2016
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[10]. 特征基函数法及其改进技术在电磁散射中的应用[D]. 李琛璐. 安徽大学. 2017
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