背景环境与军用目标复合电磁散射的仿真分析

背景环境与军用目标复合电磁散射特性的研究,对雷达探测、目标识别、反隐身技术等众多领域的工程应用均有较重要的军事意义.提出了一种基于矩阵低秩类快速算法的混合位积分方程方法,用来快速分析掩体下方军用目标的复合电磁散射特性.该方法由传统矩量法结合自适应交叉近似算法构成,可以实现对藏于防空洞中或掩体下方坦克目标的复合电磁散射特性的快速分析.     

某型导弹的电磁散射特性分析

通过综合运用物理光学法（PO），等效电磁流法（MEC）和几何光学法（GO）等，并考虑目标各部分散射场间的相对相位关系，分析了椭球体和橄榄体两种不同形状弹头导弹的电磁特性，计算出了它们的雷达散射截面积（RCS）。计算结果与相关文献结论吻合较好，表明该方法更正确有效的，能满足工程分析需要。     

基于FEKO的二维散射中心建模

为了给雷达目标回波仿真以及目标识别提供真实可靠的模板,在建立目标CAD模型的基础上,利用FEKO物理光学和矩量法相结合的算法得到目标的二维散射数据,并在小角区范围内对其进行二维傅里叶变换,建立了目标在该角区的二维散射中心模型.理论分析和仿真实验表明,该建模方法准确有效地反映了目标的电磁散射特性,在回波仿真和目标识别方面...     

雷达目标电磁散射特性的仿真研究

分别采用电磁场仿真软件HFSS和XFDTD仿真计算了不同电尺寸雷达目标的电磁散射特性,对仿真所得电磁散射数值进行分析,同时与理论值相比较,得出如下结论:HFSS适用于仿真计算电小尺寸目标的电磁散射特性,而XFDTD适用于仿真计算不同电尺寸目标的电磁散射特性。并利用XFDTD仿真计算了某型飞机随频率变化的电磁散射特性曲线,对于反隐身有很大的参考价值。     

引信目标RCS理论算法的发展及应用

论述了引信近场雷达散射截面(RCS)计算的特殊性及难点，同时介绍了计算引信目标RCS的多种高频理论预估方法，着重比较了物理光学面元法与几何光学法，并讨论了其他一些理论方法的特点。通过某型导弹的应用实例，指出了引信目标模型在雷达引信目标系统仿真中的重要作用。     

基于实测数据的宽带雷达回波半实物仿真方法

自动目标识别技术的发展对雷达回波仿真的要求越来越高。分析了散射点回波叠加法和电磁散射建模回波生成法各自的优缺点,结合两种方法提出了基于实测数据的雷达回波半实物仿真方法。首先通过电磁散射建模预估目标的RCS信息,再从实测回波数据中提取目标的运动特征,从而仿真出雷达回波。该方法灵活性好、精度高、易于工程实现,仿真出的回波成像后具有较清晰的轮廓和明显的运动特征。     

变浅效应调制的复杂动态海面杂波特性研究

为了解近岸浅水域雷达海杂波特性,针对变浅效应调制的近岸海面,分别用非线性水动力模型对海面进行几何建模,用二阶小斜率近似模型对海面杂波进行建模。通过对海面散射场的散射振幅对粗糙海面的斜率作幂级数展开,获得相应的散射场,讨论了近岸动态海面后向散射特性和散射回波的多普勒谱特性。研究发现:在小风区不同水深的海面斜率差异较小,在大风区不同水深的海面斜率差异变大,表明水深对波浪形状的影响随风区增大而变大;在相同条件下,浅水与深水区域对应的海面后向散射系数差值在风区较大时更明显,大风区的浅水海面多普勒谱中心频率增幅也最为明显,尤其是对水平极化。研究对近岸海域雷达目标探测和识别、滨海区域海洋遥感及相关应用有一定的指导意义。     

高超声速飞行器雷达散射截面分析

为完善高超声速飞行器（HCV）雷达散射截面（RCS）的工程计算方法，综合应用几何光学法（GO）、物理光学法（PO）、等效电磁流法（MEC）等高频近似方法计算飞行器各散射中心的RCS贡献。结合理想二面角反射器RCS的经验公式，提出等效照明面积概念，并用于计算翼身组合段的RCS。采用后向面判别法和深度缓冲器算法分析面元之间的遮挡关系，计算了整个高超声速飞行器的RCS。计算结果与矩量法结果吻合，可满足工程分析和飞行器多目标优化设计的需要。     

战术弹道导弹建模及其RCS估算

根据战术弹道导弹 (TBM )的结构特点 ,建立其电磁散射理论分析模型。采用几何绕射理论 (GTD)、几何光学法 (GO)、物理光学法 (PO)等高频法计算了雷达照射频率分别为1 50MHz、30 0MHz、5GHz、9GHz时TBM的RCS。计算结果表明在探测来袭的TBM目标时 ,应采用低频波段水平极化工作的雷达。     

海杂波后向散射频谱的研究

为研究导弹跟踪海面目标时的海杂波多径干扰,建立了用于数值仿真和半实物仿真的目标回波与海面杂波的多普勒频率及功率模型。理论仿真计算值与飞行试验数据的比较表明,所建的海面后向散射海杂波模型正确,可用于背景模型仿真。最后给出了一低空远界理论弹道主瓣杂波功率的仿真样例。     

机载箔条弹雷达回波的建模与仿真

飞机目标通常抛撒箔条弹来干扰雷达的工作。针对这一作战场景,首先研究分析了飞机与箔条的运动特性和雷达回波特性,导出了对于地基防御雷达而言,箔条弹在时域上可视为点目标、在多谱勒域上可不考虑其多谱勒展宽效应的结论。在此基础之上,建立了箔条干扰的数学和仿真模型,模拟并分析了飞机加箔条的运动状态和雷达回波特性。研究成果有助于揭示箔条干扰的雷达特性,评估箔条的干扰效果。     

飞机机身近区电磁散射建模研究

采用物理光学法和一致性几何绕射理论，分析机身各 球面波照射下的近场电磁散射特性几何绕射并建立其雷达散射截面（ＲＣＳ）数学模型，同时对于复杂机身的前部，采用面元油、即采用双三次Ｂ样条技术对机外形进行拟合，然后再用一致性几何绕射理论进行计算。种方法具有一定的可信度。     

基于射线追踪的快速雷达图像仿真方法

为了解决目标识别、隐身目标设计等研究领域对雷达图像需求日益增加的问题,提出了一种基于射线追踪的快速雷达图像仿真方法。该方法利用射线追踪计算每一个射线管的散射电场及其在雷达成像平面的投影坐标,通过将所有射线管的贡献在像域进行累加得到1幅二维雷达图像。通过对不同路径射线的聚类,可实现对散射贡献的分离,从而建立目标部件与强散射源的对应关系,并对复杂目标雷达图像进行解释。给出了Slicy目标的快速雷达图像仿真与算例分析,分析结果表明:基于射线追踪的快速雷达图像仿真方法可对复杂雷达图像进行有效预测,并能对强散射源进行成因分析。     

陆海交界区与运动目标复合散射的矩量法研究

为了满足陆海交界区域上方雷达目标检测、识别和分类等的需要，对陆海交界区域表面与上方运动目标复合散射特性进行了研究。采用Monte Carlo方法结合皮尔森-莫斯科维茨(pierson-moskowitz，PM)海谱、Texel-Marsen-Arlose(TMA)海谱与指数功率谱分别生成深水海域海面、有限深海域海面和海岸地貌表面，参照国际无线电咨询委员会推荐的介质反射系数图表模拟海水与海岸的介电常数，运用矩量法计算了陆海交界区域表面与其上方运动圆形截面柱的复合散射系数，得出了复合散射系数的角分布曲线，分析了圆形截面柱分别在深水海域海面、有限深海域海面与海岸地貌表面横向平移、纵向平移对复合散射系数的影响，同时还分析了圆形截面柱分别移动至海岸地貌表面、有限深海域海面、深水海域海面对复合散射系数的影响。数值计算结果表明，复合散射系数随散射角振荡的变化，圆形截面柱在海岸地貌表面与深水海域海面上方的纵向平移对复合散射系数影响较为显著，而圆形截面柱在有限深海域海面上方的移动对复合散射系数的影响比较复杂，且当圆形截面柱沿陆海交界区域表面移动时，复合散射系数会受到较大的影响。     

弹道中段微动目标宽带回波模拟

弹道中段微动目标的回波中蕴含了目标的电磁特性和运动特性,为雷达目标识别提供了重要依据。本文研究了中段微动目标的宽带雷达回波模拟问题,提出了一种基于散射中心模型的回波模拟方法。通过对弹道中段目标的运动特性进行建模,分析了目标微动时各散射中心的位置变化规律,针对旋转对称体目标的外形特征,将目标的进动等效为二维平面内的转动,并基于物理光学法提出了一种计算散射中心遮挡效应的方法,解决了目标运动过程中姿态变化带来的遮挡问题。仿真实验与暗室测量数据的对比结果表明,所提方法可以有效模拟目标微动时各姿态的回波数据,为中段目标特征提取、目标识别提供了技术基础。