低RCS飞行器座舱电磁散射特性研究

基于物理光学和等效电磁流法，本文讨论了飞行器座舱光学区电磁散射特性和雷达散射截面（ＲＣＳ）的计算方法。利用场量幅度和相位加权法，求解了座舱内部结构散射场。座舱外结构散射场通过座舱罩表面的数学拟合曲面和物理光学近似未获得。文中给出了一个（０．４×０．４）ｍ２无金属镀层的座舱风挡玻璃和带有薄金属镀层的风挡玻璃的ＲＣＳ结果，证明了此种低ＲＣＳ座舱罩的隐身性能。     

考虑近区多重散射的目标RCS图形电磁算法

计算目标雷达散射截面时,对于存在近区多次散射的目标,对存在近区耦合场的单元的识别非常复杂。从磁场积分方程出发,结合图形电磁计算平台GRECO,经过适当的坐标转换,可快速识别对单元产生耦合场的区域;同时,采用迭代物理光学方法,计算了典型目标的近场与远场RCS。数值算例证明了本方法的有效性,本方法考虑了目标的多重散射特性,使得图形电磁计算方法从物理光学方法扩展应用到迭代物理光学方法。     

基于高频方法分析电大尺寸目标的散射

采用物理光学法及其改进方法分析电大目标的雷达散射截面。作为对物理光学方法的修正,采用等效电磁流法计算了物体棱边绕射场的贡献。由于电磁波在腔体内存在多次反射,物理光学方法对于腔体的电磁散射问题给出的结果误差较大。为此,可以采用迭代物理光学法和弹跳射线法计算腔体散射。分别采用迭代物理光学法和弹跳射线法方法计算了腔体电磁散射,并且对迭代物理光学法与弹跳射线法方法的优缺点进行了对比。最后,提出利用图形处理器加速弹跳射线法方法的射线追踪部分,实现了弹跳射线法方法的有效加速。数值结果表明上述方法是有效的。     

飞机翼面类部件的雷达散射截面计算

翼面是飞机上重要的散射源。本文利用物理光学和物理绕射理论计算飞机翼面的雷达散射截面（ＲＣＳ）。将理论计算结果与实验进行比较，证明计算方法是相当精确的。对翼面的散射特性进行分析，得出一些重要结论。     

渐变微波吸收体散射截面计算

针对二维周期渐变微波吸收体尺寸大、结构较复杂、锥齿间耦合强,很难直接精确计算出雷达散射截面(RCS)的问题,采用矩量法和天线阵分析技术相结合的方法对渐变吸收体进行分析和计算,解决了计算量大、锥齿间耦合强而难以计算的难题,且能保证计算的精度。在线极化平面波入射情况下,给出单个和两个涂敷二面角的散射截面以及多个渐变吸收体的散射截面,计算结果与商用软件HFSS(high-frequency structure simulator)计算得到的结果基本吻合,计算速度明显快于HFSS,且克服了因吸收体大而无法用HFSS计算的难题,结果表明所提方法在工程运用上是可行的。     

低重频PD雷达对低空飞行器的发现概率计算

提出了低脉冲重复频率(LPRF)PD雷达探测飞行器目标的发现概率计算方法。采用临界仰角法处理雷达的未知参数。将旁瓣杂波合理等效为白噪声,处理目标频移落在旁瓣杂波区的情况。采用等效杂波散射截面积叠加旁瓣杂波中目标临界散射截面处理目标频移落在主瓣杂波区的情况,并考虑偏置相位中心天线(DPCA)技术对临界散射截面的影响。最后以E-2C预警机为例,计算某目标在低空突防时发现概率。结果表明,预警机探测低空突防飞行器目标时,目标减小RCS,或选择海情等级较高时突防成功率较高,而目标高度变化对发现概率影响较小。     

混合计算方法在无人机RCS预估中的应用

现代军用无人机外形隐身设计时对整机雷达散射截面（RCS）的快速预估分析是一项重要的研究课题。无人机作为一种电大尺寸的目标模型体,采用电磁场的高频计算方法,对于机体面目标散射场贡献采用物理光学算法（PO）,对于由面元结合部所形成的棱边绕射场贡献采用改进的等效电磁流（IMEC）算法分析,散射总场由两部分共同叠加计算生成。利用PO＋IMEC算法完成了对一种无人机目标模型RCS的模拟计算,将模拟结果与暗室实测结果对比获得了较为满意的结果。     

多表面阻抗加载凸导体柱的电磁散射

飞行器隐身技术之一是阻抗加载。本文研究充电大尺寸(ka=10)任意截面多表面阻抗加载凸导体柱的电磁散射。问题的反应积分方程是采用组合Fock理论和矩量法的混合方法建立,并由Leontovich阻抗边界条件来求解的。对一个多表面阻抗加载圆柱体的混合法的数值分析表明,利用多表面阻抗加载,可实现较大角范围内后向雷达散射截面(RCS)的减缩,并同时产生后向散射相位的强烈跃变,从而获得大的角闪烁线偏差,这是一种新的隐蔽技术措施。     

用FDTD方法计算二维各向异性涂层目标的RCS

给出了计算二维情况各向异性介质物体散射的时域有限差分 (finitedifferencetimedomain ,FDTD)方法公式 ,讨论了编程时应注意的问题。用FDTD方法计算了各向异性有耗介质涂层目标的雷达散射截面 (radarcossse tion ,RCS) ,说明这种介质涂层能够缩减金属目标的RCS。     

复杂雷达动目标建模及动态RCS分析

针对复杂雷达动目标的建模仿真及动目标雷达散射截面分析的问题,提出了一种外形建模和电磁散射计算的方法。该方法利用openGL对某型飞机进行了较为精确的外形仿真建模,运用图形电磁算法计算了静态雷达散射截面,并利用一种抖动模型计算了动目标雷达散射截面。通过将仿真结果与静态值进行比较,证明了在叠加抖振前后雷达散射截面有较大的变化。得出了结论。     

基于改进混合对数正态分布模型的隐身飞机动态RCS统计特性分析

针对经典模型描述复杂航迹情况下的隐身飞机动态雷达散射截面(radar cross section,RCS)统计分布特性精度不足的问题,提出一种精度更高、拟合效果更好的改进混合对数正态分布模型.首先,基于目标电磁散射数据建立隐身飞机静态RCS数据库.其次,结合实战过程中隐身飞机的运动规律,对其进行复杂机动航迹建模,解算得...     

雷达仿真中飞机编队平均反射截面的计算

研究中程警戒雷达仿真中飞机编队平均雷达反射截面的实时计算问题，首先运用经验曲线计算单架飞机处于不同姿态角时的平均雷达反射截面，其次当飞机在飞机编队中被遮挡时，考虑对飞机平均反射截面起主要作用的因素，飞机制投影面积，进气道，座舱和雷达舱，然后利用简化的飞机模型，计算飞机被遮挡与没有被遮挡时这些因素对反射截面贡献的比例，从而计算出被遮挡飞机的平均雷达反射截面，最后将飞机编队中各架飞机的反射截面相加，就可以得到飞机编队总的反射截面。     

挂载导弹的作战飞机RCS特性数值模拟

对挂载导弹的作战飞机系统的雷达散射截面(radar cross section, RCS)特性进行研究。基于物理光学法和等效电磁流法,对外挂导弹的三代作战飞机系统和内埋导弹的隐身作战飞机系统的RCS特性进行对比分析,应用CATIA软件和Matlab软件,数值模拟了作战飞机系统的RCS特性,并且分析了不同目标的RCS值对雷达发现概率的影响,研究了不同雷达波段对内埋导弹的作战飞机系统的发现概率的影响。研究结果表明,内埋导弹的隐身作战飞机在RCS特性及被雷达探测的距离方面的性能均明显优于外挂导弹的三代战机。     

飞行器被雷达发现概率的计算方法研究

给出了飞行器遭遇多雷达探测系统时被发现概率的计算方法。首先根据飞行器的RCS(RadarCross Section)模型、飞行航路、雷达系统的特征参数以及坐标,计算出各个分雷达对飞行器的探测次数以及各次探测的状态参数,进一步计算出各次瞬时探测概率。累积各次瞬时探测概率,计算出各个分雷达的发现概率。最后,根据数据融合准则,计算出多雷达探测系统对飞行器的发现概率。该方法充分考虑不同方位飞行器的RCS不同这一特点,比固定RCS的方法更加接近实战情况;用累积发现概率取代传统的瞬时探测概率,更能反映飞行器在整个航路上遭受探测的情况;把多个雷达视为一个探测系统,更适合于现代雷达探测系统的发展方向。实际算例表明该方法是有效和可行的。     

任意理想导电目标的NURBS曲面建模与RCS预估

少量的NURBS参数曲面足够描述任意目标的几何形状,通过Cox-De Boor变换算法可将任意NURBS曲面拆分为Bezier曲面。针对NURBS曲面目标模型,提出了非常适合于工程应用的目标电磁散射建模方法。该方法使用CAD软件(如UG等)进行复杂目标几何建模,通过其IGES接口传递模型数据;应用驻相法计算Bezier曲面上的物理光学(PO)散射场积分,快速、准确地获得任意复杂目标的RCS;讨论了NURBS曲面目标几何建模及其RCS计算中的关键技术。最后通过算例验证了理论算法和计算程序的有效性。     

舰载电子战飞机RCS特性数值模拟

对舰载电子战飞机的雷达散射截面（radar cross section, RCS）特性进行研究。分析作战剖面下雷达波对于机体的俯仰角,建立舰载电子战飞机A型号和B型号的三维CATIA模型,基于物理光学法和等效电磁流法,使用RCSPlus软件,数值模拟在UHF、X和S雷达波段下舰载电子战飞机的RCS特性,研究电子战条件下飞机被雷达发现概率,并对仿真结果进行数理统计分析。研究结果表明：对低空隐身飞机设计时,要降低俯仰角在-7.30°至14.78°之间飞机的RCS值,就可以降低距离26 km以外、高度8 km以下的所有雷达的探测距离;舰载电子战飞机RCS特性A型号与B型号相比,在X波段下,头向RCS减小了40.95%;舰载电子战飞机A型号在与无电子战时相比,被X波段雷达探测到距离缩短了63.24%。     

利用混合法研究目标的双站散射机制

本文利用混合法分析了圆柱－劈组合体目标各部分的相互影响，精确地计算了该目标的双站雷达散射截面（ＲＣＳ），从而确定了给定入射角时该目标各部件的相互作用机制。在这种混合法中使用了ＰＯ近似、ＰＴＤ、ＧＴＤ理论和矩量法。本文的讨论表明混合法不但可精确的计算目标的双站ＲＣＳ，而且可用以分折双站散射机制。     

Effective path planning method for low detectable aircraft

To utilizing the characteristic of radar cross section (RCS) of the low detectable aircraft, a special path planning algorithm to eluding radars by the variable RCS is presented. The algorithm first gives the RCS changing model of low detectable aircraft, then establishes a threat model of a ground-based air defense system according to the relations between RCS and the radar range coverage. By the new cost functions of the flight path, which consider both factors of the survival probability and the distance of total route, this path planning method is simulated based on the Dijkstra algorithm, and the planned route meets the flight capacity constraints. Simulation results show that using the effective path planning algorithm, the low detectable aircraft can give full play to its own advantage of stealth to achieve the purpose of silent penetration.