基于FEKO的引信目标近场动态散射特性实时仿真

引信目标的近场散射特性受到天线方向图、目标局部照射、弹目交会状态等因素的影响,计算过程复杂。首先提出了一种基于FEKO的目标近场散射特性实时仿真方法,然后根据引信作用段的特点建立了弹目交会模型,对引信目标的近场动态散射特性进行了实时仿真,仿真结果表明近场散射强度与导弹脱靶量和目标照亮区有直接关系,脱靶量越小,散射强度相对越大,且弹目距离较近时,由于照亮区的不同散射强度将出现较大起伏。     

基于二维FDFD分析复合目标电磁散射

频域有限差分(Finite Difference Frequency Domain,FDFD)法直接从Maxwell方程组的微分形式出发建立差分近似方程组;并通过采用吸收边界条件截断计算域来模拟开域电磁散射问题。方法具有公式简单、直观,便于分析复杂形状、复杂介质以及周期性结构等目标的电磁特性。基于二维频域有限差分(FDFD)法计算分析了复合目标的电磁散射。数值结果表明方法的正确性和分析复合目标电磁散射特性的有效性。     

埋地复杂目标电磁散射信息的提取

作者采用混合位积分方程(MPIE)和分别基于RWG函数以及四面体元基函数的矩量法分析计算了埋地复杂目标的电磁散射问题,利用二级离散复镜像(DCIM)和广义函数束(GPOF)相结合的方法求解Sommerfeld积分,很好的解决了多层媒质中电磁散射计算中的棘手问题,其方法简练、精确、高效,数值分析结果与有关文献吻合很好,证实了该方法的正确性和通用性.此外,该文还通过计算比较了不同观察点、不同埋地深度及不同目标介质参数的电磁散射特性.     

高频区目标小角度双站散射特性的可视化电磁分析

根据对目标在高频区小角度双站散射特性的分析,对目标小角度双站散射特性展开等效单站可视化研究。可视化电磁计算方法是一种非常有效的分析高频区目标单站散射的方法,文章将该方法的应用面拓展到小角度双站散射研究,通过实例计算,验证了该方法具有工程计算的有效性。     

复杂目标散射近区RCS特性预估的研究

本文运用物理光学法（PO）和等效电磁流法（EMC）分析和计算了平板、多面体及某船体等复杂目标的近区单站RCS。作为例子，文中给出了一些目标的“近区”和“远区”单站RCS的比较。数值结果表明：目标“近区”和“远区”的单站RCS特性存在差异，而且这种差异随着目标形体复杂程度的增加而增加，其近区单站RCS特性亦变得复杂起来。该结果可为军用目标近区RCS的预估、雷达截面的减缩、隐身与反隐身、对抗与反对抗、目标别识、目标散射特性的缩比研究和远近场变换等相关的电磁工程技术实验和理论研究提供一定的理论依据。     

基于干涉合成孔径雷达测高原理的雷达散射截面测试杂波抑制方法

针对近场扫描体制电磁散射测量中的杂波抑制问题,提出了一种基于干涉合成孔径雷达测高原理的高度向滤波方法.该方法首先通过在不同高度下的天线两次直线扫描,得到目标的两幅雷达二维像;从雷达图像中提取散射中心的幅相数据后,再利用两次测量得到的散射中心相位差并结合扫描天线高度信息,解算得到该散射中心的高度;根据被测目标的高度范围,设置高度向滤波器,滤除目标高度区以外的散射源杂波;滤波后可以重构得到目标的雷达散射截面,实现抑制杂波、提高测量精度的效果.仿真结果表明,使用该方法处理后目标RCS均值误差小于1 dB.从试验结果来看,使用该方法可从与目标散射量值接近的强杂波背景环境中准确提取目标散射中心.      

基于对称性时域近场物理光学法的大口径抛物面电磁散射特性分析

射电望远镜具有极高的灵敏性,干扰信号经由大口径抛物面结构反射后会对观测系统产生较大影响,其电磁兼容分析是一个不容忽视的研究问题.针对大口径抛物面近场耦合分析面临的电大尺寸问题,本文提出了一种基于空间对称性的时域近场物理光学法,解决了大口径抛物面近场电磁散射计算问题.阐述了物理光学近似法建立抛物面近场电磁散射模型的原理,利用局部格林函数近似法简化了计算过程,采用高斯数值积分方法进行面元积分,得到了焦点处近场散射场强.在此基础上,结合抛物面结构和应用场景,提出了基于空间对称性的高效计算方法.最后基于矩形金属板和小口径抛物面模型验证了算法的准确性和高效性,并对25 m大口径抛物面天线近场散射特性进行了计算分析.本文提出的基于对称性时域近场物理光学法为大型射电望远镜近场耦合分析提供了一种技术途径.     

天线方向图对目标近场散射特性影响的研究

以SCTE可视化预估系统为基础,用高频近似法建立了考虑天线方向图时目标近场RCS理论模型.通过实例,计算了有无天线方向图影响下的近远场RCS曲线,分析了天线方向图对目标近场RCS特性的影响.结果表明,天线方向图对目标近场散射特性影响是不容忽视的.     

复杂目标近场散射特性的预估计算

建立了用物理光学计算复杂目标近区散射特性的理论模型，利用像素法及面片法计算了典型形体及几种复杂目标近区RCS．结果表明复杂目标近区RCS特性与其远区相比有很大不同，近区RCS特性要复杂得多．这项研究在现代战争中有重要的工程价值．     

复杂目标电磁散射分析的FEM/PO-PTD方法

采用一种新的混合方法——FEM／PO-PTD法,分析计算带有腔体的电大尺寸复杂目标的电磁散射特性。该方法中,应用矢量有限元法(edge-based FEM)为基本方法,将腔体开口面上的磁场方程作为腔体内问题的边界条件引入泛函,采用物理光学法(PO)和物理绕射理论(PTD)分析电大尺寸规则目标的电磁散射特性。为了验证该方法的准确性,首先将其应用于三维无穷接地开口腔体的电磁散射特性分析,计算结果与有关文献的数据一致性很好。在此基础上,给出了带有不同介质填充腔体和吸波材料涂敷腔体的电大尺寸导体目标雷达散射截面的计算曲线。     

Research on the electromagnetic scattering near the field

We calculate and analyze the scattering near the field from some simple and complex targets using the method of picture elements (PEL), based upon the method of high-frequency approximation. It introduces the critical distance of the near field and the far field which is related with the dimension of the target. The problem of the EMS near field from large size objects can be transformed to the problem of the far field by parting it to many very small size elements. By calculating the EMS near fields of some simple and complex targets based on the SCTE (scattering from complex targets and environments) system, the results show that there are much difference between the near field and the far field. And the characteristics of the near field are more complicated. This work has practical engineering value in the area of the electromagnetic compatibility (EMC), electromagnetic interference (EMI) prediction and electromagnetic scattering (EMS). Biography: Xia Ying-qing (1972-), male, Ph. D. candidate, research direction: electromagnetic theory     

基于散射电场的飞机旋翼多普勒回波模拟

旋翼飞机飞行过程中会产生具有独特多普勒特征的雷达回波,通过对旋翼回波的准确模拟,可为不同类型飞机的精确识别提供重要依据.针对现有散射点叠加算法的假设缺陷,从目标高频电磁散射理论出发,提出了基于散射电场的飞机旋翼回波模拟方法.依据电磁散射场与雷达回波方程间的数学关系,发现目标回波的基带信号与目标后向散射电场的复振幅矢量具有一致性,基于此采用物理光学—矩量混合算法,求解飞机旋翼的散射电场;并通过短时傅里叶变换模拟得到旋翼的时频回波.最后,通过与传统散射点积分算法进行仿真对比,同时分析了不同桨叶角对旋翼回波信号的影响规律,验证了所提方法的正确性和优越性,实现了散射电场下飞机旋翼多普勒回波的准确获取,为后续研究飞机的精确识别奠定了理论基础.     

地下电波法在深层地下物探中的应用研究

采用矩量法研究了有耗媒质中有限长圆柱对称天线的辐射特性及三维金属地质目标散射特性。首先推导了有耗媒质中圆柱对称天线的海伦积分方程;然后利用等效原理建立导体表面的电流积分方程,并采用伽略金方法将积分方程组转化为矩阵方程组,求解出散射体表面的等效电流分布,计算出其散射场;最后以典型散射体为例,进行了仿真计算分析。数值计算结果表明,采用矩量法所得的数值计算结果与AnsoftHFSS仿真的结果具有良好的一致性,验证了理论分析的正确性与程序编制的可靠性。因此该方法在深层地下物探研究中有一定的理论和应用价值。     

粗糙地面上复杂目标的电磁散射特性

粗糙地面与复杂目标的耦合散射特性研究一直是雷达目标识别领域比较有应用价值的课题.针对粗糙地面与目标的复合电磁散射特性进行重构,包括复合模型的雷达截面积(radar cross section,RCS)特性以及合成孔径雷达(synthetic aper-ture radar,SAR)成像特性.首先,对复杂目标进行几何建模并对粗糙面进行数值建模,构建地面与目标的一体化几何模型.然后基于空间射线分集技术、射线追踪技术以及劈边结构识别算法分离出复合模型中散射中心,包括面结构和劈边结构对应的散射中心,基于属性散射中心模型正向的确定散射中心对应的各个参数,最终建立起粗糙地面上复杂目标的散射中心参数化模型.并通过对其重构的散射特性与实测结果进行对比,分析了地面与目标的耦合作用.研究对雷达目标识别领域具有很大的应用价值.     

地下电波法在深层地下物探中的应用研究

采用矩量法研究了有耗媒质中有限长圆柱对称天线的辐射特性及三维金属地质目标散射特性.首先推导了有耗媒质中圆柱对称天线的海伦积分方程;然后利用等效原理建立导体表面的电流积分方程,并采用伽略金方法将积分方程组转化为矩阵方程组,求解出散射体表面的等效电流分布,计算出其散射场;最后以典型散射体为例,进行了仿真计算分析.数值计算结果表明,采用矩量法所得的数值计算结果与Ansoft HFSS仿真的结果具有良好的一致性,验证了理论分析的正确性与程序编制的可靠性.因此该方法在深层地下物探研究中有一定的理论和应用价值.     

水下目标宽带回波特性的快速计算方法

基于传统板块元方法,运用切比雪夫多项式插值实现了水下目标宽带回波特性的快速计算.从散射声场的特性出发,将幅相分离的思想引入散射声场的分析.目标表面单个板块散射声场可分解为随频率变化的快速起伏和缓变函数的乘积,提取缓变函数切比雪夫节点处的板块散射声场,再利用切比雪夫逼近理论插值得到宽频带内各频率点处的精密计算.结合分离出的随频率快速起伏项,获取每个板块的宽带散射声场,通过各板块元散射声场叠加得到目标宽带回波特性.该方法避免了传统板块元算法逐频率点计算所带来的大量板块的重复计算,可以快速、精确计算水下目标宽带回波特性,计算效率大为提高.     

水下目标声散射特性仿真

对水下目标的声散射机理进行了简要的理论分析．对于几种典型的水下目标，在近场采用物理声学法实现了声纳成像仿真，远场利用亮点模型理论实现了回波波形的模拟．根据远近不同，采用不同的方式来提取目标的特征，为水下目标的识别提供了仿真数据．     

消除近地表地震散射噪音的方法

假设近地表垂直点力产生的地震波场由入射波场和散射波场组成。散射波场由深层散射和浅层散射两个部分组成 ,若只考虑消除近地表区域的面波散射对地震资料的影响 ,则通过地震散射模型来估算近地表散射波分布。由波动理论建立近地表传播和散射模型 ,并在平行地表的一个网格面的各个节点上设置波阻抗差函数来近似地表的非均匀性。散射波场是入射波场与波阻抗差函数的函数。在这样的模式下 ,由炮集记录提取入射波场 ,进而通过最小二乘法 ,求解波阻抗差函数 ,最终得到散射波场的估计。从炮集记录中减去散射波场 ,实现地震散射噪音的衰减     

环焦副面散射的复射线分析

以复源点所产生的高斯波束场来模拟高效率馈源ＨＥ＾－１１口径的辐射，馈源辐射近区内环焦副反射面的散射场可由复射线追踪法求得。作者在该文中给出馈泊位置及馈电方向沁定量通用的费马原理表达式及散射场表达式，通过数值计算给出散射场分布结果。这一方法可用于环焦天线的分析与优化设计。