雷达目标动态RCS仿真研究

根据中段弹道目标的运动学特性，结合室内缩比模型RCS静态测量数据，提出了一种雷达目标动态RCS仿真的方法。该方法首先仿真空间目标飞行弹道，然后计算目标在飞行过程中的方位角，由此获得目标在设定场景下的RCS动态特性。仿真结果与理论分析相比较，证明了所提出方法的可行性。     

导弹目标的FDTD建模与RCS计算

导弹弹头对后向散射有明显的影响。FDTD建模时 ,为了更精确的模拟弹头的外形轮廓 ,采有超椭球(Superspheriod)几何体来模拟导弹弹头的雷达罩。通过调整超椭球体方程中ν因子值的大小能够得到不同形状弹头的外形轮廓 ,其中当ν取 1 381时可近似为传统的VonKarman雷达罩。该超椭球方程推导简单且能够模拟大多数传统雷达罩的形状。最后 ,给出了用FDTD方法计算两种导弹弹头模型的后向散射和侧向散射。结果表明 ,采用一定参数下的超椭球几何体弹头比球冠状弹头有效的减小后面RCS。     

基于UPML-FDTD的隐身目标超宽带双站RCS计算

为了减小PML吸收边界条件的内存量,提出采用UPML吸收边界计算隐身目标的超宽带双站RCS。首先对UPML吸收边界进行了详细的理论推导,建立了隐形飞机F117A的几何模型,然后采用UPML-FDTD方法计算了F117A在不同双站角时的超宽带RCS。计算结果与文献中的测量结果进行比较,两者吻合较好,证明了该方法的有效性。     

飞翼布局飞行器电磁散射特性计算研究

飞翼布局是飞行器的重要形式,为研究飞翼布局的电磁散射特性,以美军典型飞翼飞行器B-2、、X-45C、X-47B、X-45A为基础,分别建立了四种不同外形布局特点的电磁分析模型A、B、C、D。基于物理光学法,数值模拟了不同威胁状态的RCS计算曲线,研究了各布局RCS曲线分布特点及其俯仰角、频率响应关系。计算结果表明,沿周向RCS分布与布局结构相关,俯仰角的较小变化对曲线分布形式和幅值影响不大;频率增加时RCS幅值减小,曲线向内收敛,震荡性增加;布局B隐身性能较好,头向30°角域RCS均值在15 GHz为-46.754 d Bsm;由于结构区别,布局C、D、A隐身性能依次降低;总体来看,飞翼布局有较好的隐身性能。     

基于辐射散射一体化技术的低RCS贴片天线阵列设计

提出并设计了一种基于辐射散射一体化技术的4×4低RCS贴片天线阵列,该阵列由2种辐射特性相似、反射相位相差180°的天线单元组成。利用遗传算法优化得到散射场在各方向均匀分布的非周期阵列结构,有效减小了天线阵的峰值RCS。仿真结果表明:天线阵列的增益在16dBi以上;法线方向x极化波照射时,单站RCS减缩频带为8～15.9GHz,最大减缩量为17.1dB;y极化波照射时,单站RCS减缩频带为9.5～16GHz,最大减缩量为13.1dB。测试结果与仿真拟合较好。该阵列集超材料和贴片天线于一体,利用天线单元自身相位差有效降低了其RCS值,为降低天线阵列RCS提供了一种新的方法。     

应用 RACA 算法快速求解导体目标 RCS

针对矩量法计算量大、耗时长、消耗内存多的问题,提出了一种分析导体目标电磁散射特性的有效数值方法。该方法以自适应交叉近似算法为基础,通过奇异值分解对自适应交叉近似算法得到的缩减矩阵进一步压缩,减少了矩阵存储并加速矩阵矢量乘。另外,该方法还采用等效偶极子法加速阻抗矩阵元素的填充。与传统矩量法相比,计算时间和内存消耗都得到了有效缩减。数值结果证明了该方法的精确性和高效性。     

Mie series for electromagnetic scattering of chiral metamaterials sphere

The electromagnetic scattering of chiral metamaterials is simulated with the Mie series method.Based on the spherical harmonics vector function in chiral metamaterials,the electromagnetic fields inside and outside of chiral metamaterials sphere are expanded.By applying the continuous boundary condition between the chiral metamaterials and surrounding medium,and the transformation from linearly to circularly polarized electric field components,the co-polarized and cross-polarized bistatic radar cross scattering(RCS) of chiral metamaterials sphere are given.How to overcome the instability of chiral metamaterials sphere of Mie series formula is discussed.The electromagnetic scattering of chiral metamaterials,normal media and metamaterials are compared.The numerical results show that the existence of chirality ξ of chiral metamaterials can decrease the bistatic RCS compared with the same size as normal media sphere.     

基于深度学习的弹道目标智能分类

针对弹道目标微动分类前需平动补偿及典型雷达散射截面积(radar cross-section, RCS)序列分类需构造人工特征的问题,提出利用弹道目标微动特性和RCS相结合的弹道目标智能分类算法。首先,建立弹道目标运动模型并分析得到方位角和俯仰角,从而获取RCS序列,在此基础上利用小波变换得到时频图并构建数据集;然后,通过卷积神经网络(convolutional neural network, CNN)提取时频图像特征序列并与RCS序列融合成高维特征;最后,利用具有容错能力的双向长短期记忆网络充分学习序列之间的相关性以实现目标分类。仿真结果表明,该算法比卷积神经网络和支持向量机的分类精度分别提高5%和2%以上,分类速度比卷积神经网络和双向长短期记忆网络分别提高1.5倍和2.5倍,实现了更高精度的快速智能分类。     

腔体结构高频RCS预估

本文用几何光学理论、口径场积分和复射线理论对一端开口、另一端短路的矩形腔体进行了雷达散射截面的分析计算。说明了这两种方法在计算大口径开口腔体RCS的可行性。并将这两种理论的方法和结果进行比较。     

机场油库地面立式油灌和卸油栈桥RCS计算

建立了机场油库地面立式油罐和卸油栈桥雷达散射截面积(RCS)的计算模型,在合成孔径雷达(SAR)侦察条件下,用物理光学法计算了地面立式油罐和卸油栈桥的RCS。