随机Gauss粗糙面上三维导体目标散射差场的随机泛函解析计算方法

提出一种解析的随机泛函方法(SFA),计算导体Gauss粗糙面上三维导体目标的复合电磁散射.推导粗糙面的随机Green函数,用一种新的四路径模型描述面体复合散射机理,用SFA求解双站差场雷达散射截面.以导体球目标为算例,与其他数值计算方法比较后验证了SFA的有效性与准确性,同时讨论了粗糙度、体目标尺寸以及距离粗糙面高度等参量变化对结果的影响,给出复杂形状体目标的双站差场雷达散射截面的空间角分布. 关键词： 随机泛函方法 粗糙面随机Green函数 差场雷达散射截面 面体复合散射     

基于有源超表面的导电板雷达截面增强捷变设计

提出了一种使用散射方向图的动态可重构以实现雷达散射截面增强的捷变设计方法。结合变容二极管加载,使用具有嵌入式偏置回路的物理单元,所提出的有源超表面可以在具有梯度电压的外加直流偏置下,对平面电磁波的正入射或斜入射产生可电调的反射系数相位分布,以达到对反射波角度的灵活重定向,进而有助于单站或双站雷达散射截面增强的捷变效果。以导电平板为例,对三种不同的入射反射场景进行了计算与全波仿真,在设计频率10 GHz处,所提出的设计产生了可重构的散射方向图,表明了该设计对反射波角度的实时控制,并结合实验测量验证了单站与双站雷达散射截面的有效增强结果。     

锥柱复合目标量子雷达散射截面分析

针对导弹目标量子雷达散射截面的计算问题,用锥柱复合模型模拟导弹目标几何结构,引入单光子波动方程,推导和改进量子雷达散射截面表达式.通过干涉分析镜面上原子与光子的相互作用,在检测点测量光子被目标原子散射后的强度,得到锥柱复合目标量子雷达散射截面公式.仿真结果表明:在不同入射角条件下,单光子量子雷达散射截面主瓣峰值高于经典雷达散射截面,而量子雷达散射截面旁瓣峰值低于经典雷达散射截面;随着波长减小,量子雷达散射截面逐渐降低,入射角对量子雷达散射截面无影响.表明量子雷达对小目标具有很高的探测识别能力,分辨率能够达到纳米级,为导弹目标识别提供了依据.     

强电磁脉冲信号激励下复杂目标的散射

 用时域有限差分法仿真了某飞行器缩比模型及该模型涂敷雷达吸波材料的散射特性，得到了鼻锥方向、侧向和后向ns级脉冲激励下模型的时域响应和频域雷达散射截面；并在外场用ns级脉冲源进行了该金属模型的探测实验。仿真与外场实验结果均得到了模型的鼻锥方向回波幅度最小，侧向最大；鼻锥方向回波脉宽最宽，侧向最窄的结论。研究结果表明：外形隐身和材料隐身对ns或亚ns级窄脉冲的隐身效果不明显，ns或亚ns级窄脉冲能发现和识别隐身目标。     

磁化铁氧体覆盖二维导体目标FDTD分析的移位算子方法

采用移位算子方法把时域有限差分法推广应用于二维磁各向异性色散介质—磁化铁氧体中.证明了电磁波横向入射二维轴向磁化铁氧体目标情形下,电磁波可按目标的轴向分解为横电波(TE波)和横磁波(TM波),且TE波的散射特性与铁氧体介质无关,而TM波的散射特性与介质电磁参量密切相关,同时对其物理原因进行了分析.通过采用移位算子方法处理磁化铁氧体频域本构关系,得到该情形下目标电磁散射的移位算子时域有限差的迭代计算公式,同时解决了电磁波在各向异性和频率色散介质中传播的问题.计算了轴向磁化铁氧体涂敷VonKarman型导体柱的TM波双站雷达散射截面,分析了铁氧体参量对目标双站雷达散射截面的影响.结果表明:恰当地选择铁氧体参量能有效地减少目标的雷达散射截面,本文时谐因子取exp〔jωt〕.     

近距离雾的激光多次散射模拟

为了满足精确快速获取雾的多次散射仿真需求,在近程雷达距离较近情况下,将雷达方程和Mie散射理论相结合,提出一种快速有效的激光多次散射计算方法.首先通过雾滴谱模型建立雾颗粒的几何模型,然后根据Mie散射理论获得的单个粒子的散射函数计算激光在雾模型中单个颗粒的一次散射和二次散射功率密度,结合雷达方程推导出雾的多次等效散射截面和散射系数计算函数.模拟计算表明:雾的激光二次等效散射截面与雾浓度的2/3次方成正比,二次散射系数随能见度增加的衰减比一次散射系数快.     

圆柱曲面单光子量子雷达散射截面的理论研究

为研究圆柱曲面的单光子量子雷达散射截面与经典雷达散射截面相比存在的具体优势,引入光子波函数,将引起量子干涉的距离矢量进行分解,通过圆柱曲面的曲面积分推导得到了单基地单光子下的圆柱曲面量子雷达散射截面的封闭表达式.分析了不同电尺寸的圆柱曲面长度和曲率半径的影响,对比了圆柱曲面量子雷达散射截面与经典雷达散射截面的封闭表达式.封闭表达式的分析和仿真结果都表明,圆柱曲面长度的电尺寸决定量子雷达散射截面的旁瓣数,曲率半径的电尺寸决定了量子雷达散射截面曲线的包络,量子雷达散射截面的整体强度与曲率半径的电尺寸呈线性关系.圆柱曲面的量子雷达散射截面与经典雷达散射截面相比具有旁瓣增强的优势,有利于隐身目标的探测.     

用二维时域有限差分法计算机翼雷达散射截面

应用二维时域有限差分(FDTD)程序计算二维翼型NACA0012和金属方柱的双站雷达散射截面,与国内外文献上的结果进行比较,证明该程序的有效性.而后计算二维不同形状机翼的双站雷达散射截面(RCS)和不同后掠角时后掠翼和三角翼的双站RCS,得出不同形状机翼有不同的RCS分布;改变后掠角的大小可以改变机翼的RCS分布.因此,根据设计要求,可以通过选用不同机翼形状或不同大小的后掠角,使飞行器达到RCS减缩.     

微粗糙光学基片表面与上方冗余粒子的差值场散射特性研究

基于小波距量法(MOM)研究了微粗糙光学基片表面与上方冗余粒子的差值光散射特性。从基本电场积分方程出发,推导出冗余粒子目标与光学基片微粗糙面的积分方程,得到阻抗矩阵,进而推导出散射耦合场及差值场,给出复合散射模型双站散射截面的计算公式,数值计算并分析了不同入射角度,不同材质的单个及双个冗余缺陷粒子与微粗糙光学基片表面的双站散射截面及差值双站散射截面的散射角分布,给出冗余粒子及微粗糙面的散射贡献及差值场散射角分布。     

二维海面上舰船目标电磁散射及合成孔径雷达成像技术研究

研究了二维海面上三维金属目标的电磁散射计算以及合成 孔径雷达(SAR)成像技术. 基于物理光学法、几何光学法和射线弹跳法计算了海 面与目标镜面反射及相互耦合作用; 并用等效电流法计算了目标的棱边绕射作用, 该方法考虑了阴影效应,同时为了消除人为截断引起的边缘衍射, 采用锥形入射波入射. 应用蒙特卡罗法生成的Pierson-Moskowitz谱粗糙面模拟实际海洋面, 计算海面上立方体及舰船的双站雷达散射截面, 通过与数值算法的结果相比较, 验证了该算法的正确性. 运用该解析法快速获取不同频率、 不同角度入射波照射下海面与目标的复合后向散射场数组, 结合SAR成像技术, 得到海面上立方体以及不同姿态舰船目标的SAR成像结果. 该研究成果在实际海洋遥感、海面上军事目标的探测与识别 等领域中具有重要的应用价值.