基于快速物理光学法的太赫兹目标RCS计算

研究了一种基于快速物理光学法(FPO)计算太赫兹(THz)波段目标雷达散射截面(RCS)的方法。将目标散射体分解成若干个子区域,经相位补偿后计算出每个子区域的散射特性,经过插值、相位恢复和聚合得到整个散射体的散射特性,并对FPO在THz波段的应用进行了讨论。仿真结果表明:利用FPO法计算THz目标的RCS,能够在保证准确性的前提下,大大提高计算效率,节省计算时间。该研究对于THz波段的快速目标识别和成像有着重要的意义。     

热防护层覆盖弹体目标雷达散射截面的修正的等效电流近似法和图形计算电磁学法分析

将修正的等效电流近似法与图形计算电磁学法相结合引入到热防护层覆盖弹体目标的电磁散射问题的研究中.应用修正的等效电流近似法对介质和有耗表面进行散射计算,结合图形计算电磁学法,借助于计算机显示技术,将三维目标图形在计算机屏幕上投影,由图形加速卡完成遮挡和消隐工作,利用图形计算电磁学的积分公式,把三维空间的计算转化为二维空间的计算,大大降低了计算时间和复杂度.计算结果表明:当入射波频率较低时,热防护层的厚度不会影响弹体雷达截面值的大小,当频率升高,随着热防护层厚度的增加,弹体雷达截面值不断减小,说明热防护涂层为有耗介质,介电常数的虚部越大其消耗能量的能力越强,弹体雷达截面变化越明显;当热防护层中存在孔隙,热防护层厚度一定,孔隙率越大,雷达截面值越大,孔隙率为零时,雷达截面值最小.当孔隙率相同,热防护层越薄,其雷达截面值越大;当弹体在高空中出现脱粘现象,对弹体的雷达截面值影响不大.     

像偶极子法计算导体颗粒簇团的偶极矩

计算均匀电场中颗粒簇团的偶极矩通常是困难的,这是因为颗粒间的相互耦合较难处理.这种相互耦合使颗粒的极化依赖于簇团的结构和大小.利用像偶极子法对这种耦合加以分析.首先,分别考虑了置于纵向和横向电场中的任意间距的等径导体球对,确定了各球上的像偶极子和像电荷及其分布.之后,计算了由4个置于正方形顶点和8个置于立方体顶点的导体球构成的簇团的偶极矩,并给出紧凑表达式.与先前的结果进行了比较,获得了很好的一致性. 关键词： 偶极矩 颗粒簇团 像偶极子法 分形     

基于压缩感知的目标频空电磁散射特性快速分析

矩量法是求解目标电磁散射问题的一种常用数值方法,因其精度较高而被广泛应用.应用矩量法求解目标频空电磁散射特性时,随着入射波的角度和频率的变化,需要间隔很小的角度和频率步长反复求解矩量法生成的矩阵方程,运算量极大.为解决此类问题,本文结合压缩感知理论和渐近波形估计形成一种新的有效计算方法.首先,基于压缩感知理论引入一种富含空间信息的新型入射源,其次,在该入射源照射下应用渐近波形估计技术求解,从而快速实现目标频空电磁散射特性分析.     

目标宽带电磁散射特性的自适应分析

本文采用有理逼近中的误差分析方法, 对渐近波形估计的计算结果进行了误差分析, 从而提出了一种有效计算带宽的估计方法, 并构造了一种任意给定频段自适应扫频计算方法. 通过对不同几何形态的三维导体目标、色散介质目标的宽带电磁散射特性进行分析, 并将计算结果与解析解、矩量法逐点计算进行了比较, 验证了此算法的有效性.     

太赫兹目标RCS缩比测量技术

论述了国外基于微波上倍频、激光下变频、THz时域光谱三种典型太赫兹波目标雷达散射截面(RCS)缩比测试系统的构成、技术特点和应用范围。采用固态器件、基于微波上倍频技术集成研制了宽带太赫兹低频端目标RCS测量系统,采用基于扫频的时域法RCS测量技术和小角度旋转目标雷达合成孔径（ISAR）成像方法对小目标进行了电磁散射特性测量,获取了目标RCS和二维散射成像信息。     

太赫兹目标RCS缩比测量技术

论述了国外基于微波上倍频、激光下变频、THz时域光谱三种典型太赫兹波目标雷达散射截面(RCS)缩比测试系统的构成、技术特点和应用范围。采用固态器件、基于微波上倍频技术集成研制了宽带太赫兹低频端目标RCS测量系统,采用基于扫频的时域法RCS测量技术和小角度旋转目标雷达合成孔径（ISAR）成像方法对小目标进行了电磁散射特性测量,获取了目标RCS和二维散射成像信息。     

半空间背景下目标电磁散射等效模型研究

在电磁场积分方程方法框架下,应用等效原理求解了半空间背景下目标的电磁散射问题,可针对目标仅处于半空间界面单侧及目标跨越半空间界面处于半空间两侧的几何相对位置。与传统的半空间格林函数计算方法不同的是,这一方法使用的是各自介质的自由空间格林函数,因此可以回避索墨菲积分并且可以很方便与快速算法(如多层快速多级子)相结合,并对求解临近半空间界面的目标获得较好的收敛性。在等效原理方法中需要用有限的界面等效无限大半空间界面,因此采用了锥形入射波以降低开放边界引起的边缘效应。不同于一般目标的远场雷达散射截面表达,在该模型下,半空间电磁散射的远场描述需要用差场雷达散射截面。给出的算例能与现有文献以及仿真软件很好的吻合,并可作为实用工具分析半空间背景对目标远场响应的影响。     

等效回路法在雷电电磁场研究中的应用

根据雷电电磁场对传输线的影响,将雷电电磁场中的传输线方程理解为电感电容的串并联回路,快速而精确地计算分析雷电产生的水平电场,认为利用等效回路法研究雷电电磁场对传输线耦合的机理具有重要意义.     

渐近法高频场线耦合分析中等效短线长度的影响

深入研究了用于高频场线耦合分析的渐近法中等效短线长度取值对渐近法计算精度的影响。首先通过大量计算分析了不同等效短线长度对传输线上感应电流分布计算结果的影响,结果表明当任一等效短线长度为半波长时,渐近法计算结果不再可靠。其次对等效短线长度选择与导线长度的关系进行了分析,发现当传输线长度相对于导线间距较大时,必须适当增加等效短线的长度才能得到较为准确的沿线感应电流分布。这些研究结果为工程应用提供了有益指导。     

A Scheme for Analyzing the RCS of a Scale Model Beyond the Size Measureable in the Range of Millimeter-Wave

The problem of obtaining the radar cross section (RCS) of a scale model too large to measure in the range of millimeter-wave by measurement is investigated. This topic, to the best of our knowledge, has been little investigated due to its complexity. A scheme named RCS part measurement and synthesis to this problem is developed in this paper. This method combines measurement with theoretical calculation. The first step in using the method is that a scale model is partitioned into several parts measurable. Then the contributions of the sections and shadow region shadowed by all other parts are removed from the measured RCS data of every part. Finally, the scattered fields of all the parts are synthesized to obtain the total RCS of the scale model by means of the technique of relative phase synthesis. A result is presented to illustrate the utility of this scheme.     

角反射体RCS微波暗室测量及分析

角反射体雷达散射截面(RCS)的测量是雷达目标识别、成像等研究领域的一个关键环节;在对目标RCS测量原理分析的基础上,介绍了一个在微波暗室中基于紧缩场和矢量网络分析仪测量目标RCS的测量系统;利用该系统对角反射体垂直姿态和45°姿态的RCS进行了360度转角扫频的测量,结果与FEKO软件仿真计算的结果对比表明,两种方法得到的数据走势基本一致。     

膨胀石墨与箔条的3毫米波RCS特性对比

基于有限长度、有限电导率圆柱状导体的电磁散射,利用矩量法建立膨胀石墨RCS的计算公式,计算膨胀石墨及石墨干扰弹的平均RCS并测试石墨干扰弹及箔条弹的RCS.结果表明:膨胀石墨对3毫米波具备一定的散射能力,半径为0.12 mm、长度为1.5 mm的单个膨胀石墨粒子平均RCS为0.8676 mm².在干扰材料质量相同的情况下,箔条的RCS是膨胀石墨的7.4倍,膨胀石墨难以对制导武器实施箔条式的诱饵欺骗干扰.     

宽带超薄完美吸波体设计及在圆极化倾斜波束天线雷达散射截面缩减中的应用研究

为了缩减天线带内雷达散射截面(radar cross section, RCS), 在双频带完美吸波材料的基础上, 通过缩小两吸波率峰值之间的距离, 设计出了一种频带较宽的超薄完美吸波体.该吸波体由两层金属及其中间的有耗介质组成, 底面金属不刻蚀, 顶面由方形贴片和绕其四周的开口方环组成, 该结构具有低频点LC谐振和高频点偶极子谐振的特征.仿真和实验结果表明: 该吸波体具有极化不敏感和宽入射角的特征, 其在厚度小于0.01λ的条件下, 具有8.2%的半波功率相对带宽, 最大吸波率的峰值为91.6%和96.5%. 将吸波体用于圆极化的倾斜波束 (tilted beam, TB)天线, 仿真和测试结果表明: 该天线在保持增益不变的条件下, 不仅轴比得到改善, 有效带宽得到拓展, 且在5.5–6.5 GHz范围内TB天线的RCS缩减至少在3 dBsm以上, 在谐振频点处最大缩减幅度分别为11 dBsm和8 dBsm; 在两谐振点处鼻锥方向-36°–+36°范围内, TB天线的RCS缩减均有明显效果. 关键词： 超薄完美吸波体 TB天线 雷达散射截面 圆极化     

低雷达散射截面的超薄宽带完美吸波屏设计研究

提出了一种基于PMA单元结构的超薄宽带完美吸波屏设计方法. 该方法将多层拓展带宽的技术与单层多谐振方法有机结合, 实现带宽拓展的同时, 保持了完美吸波屏结构简单、无集总元件的特点, 易于实际加工和应用. 以双层三谐振超薄宽带完美吸波屏为例, 结合其等效电路, 理论上验证了所设计吸波屏的吸波机理, 同时验证了方法的有效性. 仿真分析该吸波屏具有低雷达散射截面、极化不敏感和宽入射角的特征. 仿真和实测结果表明: 该吸波屏在厚度为0.01 λ的条件下, 具有14.1%的半波功率带宽;-3 dBsm的雷达散射截面缩减带宽为18.9%, 在法线方向的最大缩减量为23 dBsm, 在法向±40°内具有较好的雷达散射截面减缩效果. 关键词： 完美吸波屏 宽带 雷达散射截面 等效电路     

Millimeter Wave Scattering of 2-D Frequency Selective Surface by Efficient Method of Lines with Preconditioned CG Technique

In this paper, both banded and symmetric successive overrelaxation (SSOR) preconditioned conjugate gradient (PCG) techniques are combined with method of lines (MOL) to further enhance the computational efficiency of this semi-analytic method. The electromagnetic wave scattering of 2-D frequency-selective surface is used as the examples to describe its implementation, whose analysis usually needs fast algorithms because of electrically large dimension. For arbitrary incident wave, helmholtz equation and boundary condition are used to calculate the impedance matrix and then to obtain reduced current-voltage linear matrix equation in spatial domain. Both banded and effective symmetric successive overrelaxation preconditioned conjugate gradient iterative method are chosen to solve this matrix equation. Our numerical results show that PCG methods can converge to accurate solution in much fewer iteration steps for analysis of the electromagnetic wave scattering from 2-D frequency-selective surface.     

考虑棱边散射的半空间复杂导体目标高频分析方法

研究了半空间内复杂导体目标棱边散射的高频求解方法.分析半空间电磁波的传播规律和复杂目标棱边的电磁散射特性,将半空间并矢格林函数引入等效电磁流方法中,给出了基于等效电磁流法和物理绕射理论的半空间棱边散射场计算式,同时结合图形电磁学,对半空间复杂目标进行消隐处理,判断目标的棱边像素及获得棱边参数,与半空间目标的面元散射场相叠加,快速有效地计算了半空间复杂目标的雷达散射截面.数值结果证明了方法的有效性和准确性. 关键词： 半空间等效电磁流方法 半空间并矢格林函数 图形电磁学 雷达散射截面     

RCS测试中的低散射载体设计及仿真分析

在雷达散射截面（RCS）测试中,低散射载体的设计结果取决于被测目标的RCS量级。为进行细节性隐身设计,获得台阶与缝隙排除载体干扰后的RCS水平,提出一种在台阶与缝隙RCS测试中的低散射载体设计方法。采用多层快速多极子算法,对低散射载体相邻曲面连接方式、台阶与缝隙在载体上的位置、前缘尖削度、倒圆半径对散射特性的影响进行了仿真分析。仿真结果表明,控制载体表面曲率的变化、加大前缘尖削度、减小拼接曲面倒圆半径能有效降低载体前向散射水平,由于载体曲面一侧的散射水平低于平面一侧散射水平,台阶与缝隙特征应位于曲面上。对RCS测试中低散射载体设计具有指导意义。     

相位微扰法在粗糙面光散射中的应用

根据粗糙面散射理论，用相位微扰法推导出了从随机粗糙介质表面散射的激光雷达散射截面的理论计算公式，计算了几种粗糙表面样品在１．０６μｍ下的单位面积激光雷达散射截面，数值结果与实验数据基本吻合。