复杂目标电磁散射计算的可视化研究

科学计算可视化日益与各学科相结合,产生新的研究方法。在复杂目标电磁散射研究中,目标的几何建模和雷达散射截面(RCS)计算结果的分析在目标电磁散射分析中越来越重要,利用多种样条曲面进行复杂目标精细几何建模,采用GRECO(图形电磁学)法计算目标的RCS值,从而提高电磁散射计算的精度,并对RCS计算结果进行可视化处理,使计算结果直观且易于分析。     

复杂飞行器目标强散射区求解及RCS减缩

对目标表面强散射区涂敷雷达吸波材料（radar absorbing material, RAM）是雷达散射截面（radar cross section, RCS）减缩的有效方法。基于射线追踪法（shooting and bouncing rays, SBR）提出一种确定复杂目标强散射区的方法：根据射线管出射方向与雷达接收方向的夹角判断强散射区。分析了复杂目标强散射区涂敷RAM的RCS减缩特性,并研究了判断夹角取不同值时强散射区大小和涂覆RAM后的减缩效果。计算结果显示,对强散射区涂覆RAM可以在重量增加不大的情况下有效降低目标RCS值。     

非标准类型的箔条云团的RCS

本文推导并计算了各种密度分布和角度分布的箔条的平均散射截面,并就各种角分布下的平均RCS进行了分析讨论,比较了均匀分布和有倾角分布的箔条的散射特性,给出了散射矩阵各元素的双站RCS曲线。     

姿态扰动情况下的目标动态RCS分布特性

运动目标姿态扰动是静动态雷达散射截面（radar cross section,RCS）差异的主要来源。造成姿态扰动的因素复杂且不可预估,增加了动态RCS分布特性研究的难度。将图形电磁计算与蒙特卡罗仿真结合,构建以均匀随机分布为扰动模型的动态RCS仿真分析平台。根据静动态RCS差异的统计分布特性,提出置信区间以及数学期望值的计算方法。选择两种运动模式下的飞机目标进行验证,将所得结果与实际扰动模型的动态RCS进行了比对。结论表明该方法具备较强可操作性和工程应用价值,提高了计算机动态RCS仿真能力,为目标静动态电磁散射特性一致性评估以及特征库构建提供了有价值的参考信息和分析方法。     

金属平板涂敷吸波材料的RCS计算研究

通过实验验证了一种金属平板涂敷吸波材料 (RAM)的RCS计算方法。该方法从Stratton -Chu积分方程入手 ,推导出一种简捷的电大尺寸光滑凸体金属表面涂敷RAM的物理光学后向RCS计算公式。通过在 8 6GHz、10GHz、11 4GHz三种频率下 ,对两种分别涂敷 0 5mm和 1mm厚度RAM的金属平板的RCS计算与实验数据对比分析可知 ,两者吻合较好 ,表明该方法不仅计算过程简单 ,而且计算结果比较精确 ,是一种基于物理光学理论计算涂敷RAM的金属凸表面后向RCS的有效方法     

基于单元位置误差的有源相控阵天线辐射和散射性能综合分析

针对有源相控阵天线雷达散射截面积(radar cross section, RCS)计算复杂,及天线单元位置误差对其RCS的影响难以估计的问题,基于天线单元的相位误差分析,建立了有源相控阵天线的结构与散射阵因子耦合模型,极大简化了有源相控阵天线RCS计算的复杂度,并在此基础上研究了天线单元位置误差对增益及RCS的综合影响。结果表明,合理降低天线单元的位置精度可以抑制有源相控阵天线的RCS。工程人员可基于此权衡辐射和散射性能,适当放宽有源相控阵天线加工及安装公差,在保证天线综合性能前提下有效减轻加工难度,降低加工成本。     

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。     

二代小波插值在目标RCS计算中的应用

针对二维目标电磁散射特性分析问题,提出了一种基于传统矩量法的新算法。该算法采用二代小波插值理论,通过近相关和远相关分离的办法,实现了阻抗矩阵元素的快速填充,从而实现目标雷达散射截面(RCS)的快速计算。将计算结果与传统矩量法计算的结果进行了比较,数值结果表明:在不影响精度的前提下,尤其是对于电大目标问题,本文方法的计算效率大大提高。     

海上角反射体群的RCS快速混合预估算法

在高频、远场条件下,对海上多角反射体构成的无源对抗系统的雷达散射面积(radar cross section,RCS)进行预估。针对传统算法计算量大、复杂度高的问题,提出综合利用改进的几何光学/区域投影法(geometrical optics/area projection,GO/AP)和散射中心合成法,进行海上角反射体群RCS的快速预估。首先,根据角反射体的分布态势,利用改进GO/AP算法实时计算各角反射体的RCS;然后,利用散射中心合成法将各角反射体的RCS贡献量相干叠加,快速预估角反射体群在特定分布态势下的RCS;最后,通过多次计算不同分布态势下的RCS,取平均值表征角反射体群在特定雷达照射方向下的RCS水平。利用FEKO软件对算法进行仿真验证,结果表明:所提算法在保证计算精度的前提下,能够显著提高海上角反射体群RCS的预估效率。     

等离子体羽流的低频RCS数值分析

探讨综合利用时域有限差分法(FDTD)和热力学原理计算等离子体羽流的电磁散射特性。以化学平衡流动为前提,采用最小自由能方法确定火箭发动机喷口处的电子密度;验证了基于辅助差分方程(ADE法)和Z变换方法对羽流电磁特性进行时域建模的正确性。弹道导弹(火箭)羽流雷达截面(RCS)的计算实例表明现有雷达,特别是低频段雷达有可能利用羽流的散射实现对主动段导弹的探测。     

一种并行设计过程中耦合活动识别算法的研究

分析了组成并行设计过程的活动之间的关系 ,将活动间的结构特征转化为代数矩阵的形式加以表示 ,提出用图论的方法来解决耦合活动识别的问题 ,即通过求图的强连通分支的方法来识别耦合活动 ,并给出了具体的算法及实例。     

基于Duffing方程不确定性模型的混沌控制

研究了基于Duffing方程不确定性模型的混沌控制 ,在Lyapunov控制律中引入控制补偿 ,能使控制稳定且具有一定的鲁棒性。仿真表明了算法的有效性     

HLA联邦运行管理的分析与设计

联邦运行管理是实现HLA仿真系统的一项重要任务 ,它完成联邦执行的创建 /删除、动态控制、修改和状态保存、重演等功能。其中 ,创建MOM是实现上述功能的关键。首先介绍了MOM和联邦管理的内容 ,然后给出了FRMC的设计和实现方案 ,最后简要叙述了我们未来的工作方向。     

群延时均衡器的遗传算法优化设计

在已有文献报道中多采用Powell法设计均衡网络,但Powell法是确定性优化方法,结果的好坏与初始点的选择关系密切,并易陷入局部极值点。由于遗传算法是一种全局随机搜索方法,即使定义的适应性函数不可导或不连续,它也可能以很大的概率求得全局最优解,因而在工程领域中将有十分广泛的实际应用前景。将一种新的实数码遗传算法应用到群延时均衡器的设计中,并给出了巴特沃斯滤波器群延时均衡器的设计实例,结果表明提出的方法十分有效。     

摄动法确定控制系统动态参数研究

控制系统的动态参数对于进行准确的系统建模有着至关重要的意义，其常用方法是实验测试法和闭环曲线法。为寻求较优的方法，国内外学者在这方面进行了大量的研究工作，但尚存在不足之处。主要问题是，当系统的特性连续地发生变化时，如何使用一种较为简便的方法，根据已有的测试数据和计算数据得到变化后的系统参数，而不是使用完全重新确定的方法。在详细分析一种典型的闭环衰减曲线法的基础上，提出将摄动法用于系统特性发生变化时的参数确定中。试验表明，该摄动法能减少工作量，结果可靠。     

基于小波域的运动估计方法的实现

基于块匹配的运动估计是降低视频序列图像帧间冗余度的一项关键技术,但巨大的运动估值运算量和块效应制约了它的实际应用。在小波域中,根据子图像之间的相关性,可以由对最低频子图像作运动估计获得的位移矢量去预测其余子图像的位移矢量,提高了检测精度并减少了运算量和块效应,实验结果证明了这种方案的有效性。     

草地红外辐射特性研究

建立了全覆盖草地理论模型和草地地表的热平衡方程 ,考虑了不同时刻的太阳短波辐射、风速、地表空气相对湿度以及草地地表不同的吸收率对温度均值及其起伏的影响。最后采用蒙特卡罗方法计算了草地地表的辐射统计特性。结果表明 ,草地地表的辐射温度与上述环境因素有很大的关系     

军用实时软件失效机理及可靠性提高途径初探

软件可靠性研究是一门正在发展的新兴学科 ,其实际应用也尚处于探索阶段。对军用实时软件的失效机理进行了初步分析 ,并就提高军用实时软件可靠性方面提出一些初步设想     

CSCW系统中协同机制及协同活动模型

分析了当前计算机支持协同工作 (ComputerSupportedCooperativeWork ,CSCW)系统普遍存在的问题 ,首先定义了协同的基本概念和类型 ,并引入协同代理的新概念 ,研究了CSCW这样的人机结合系统中协同成员间的语义通信机制和信息共享机制。在此基础上 ,分离出协同活动中的独立信息实体 ,建立了面向对象的协同活动模型。最后 ,用协同活动模型分析了一个典型的协同工作的实例。     

线性调频源线性度测量的一种方法

线性调频连续波 (FMCW)信号的线性度是衡量线性调频源质量的一个重要指标 ,在雷达测距系统中 ,它决定着雷达的距离分辨率。介绍了一种调频信号的非线性数学模型 ,利用傅立叶谱分析理论分析了其差频信号的频谱 ,提出了一种以接收机和频谱分析仪等为主要测量设备的调频信号线性度的在线测量方法。