装甲车辆电磁散射特性模型的建立与仿真

针对如何高效求解装甲车辆等复杂目标的电磁散射特性的难题,利用有限元法(Finite Element Method,FEM)和物理光学(Physical Optics,PO)法对复杂装甲车辆进行3D几何建模和电磁学问题描述.通过Ansoft HFSS电磁仿真系统,对其电磁散射特性进行有限元电磁仿真求解,直观形象地解算出装甲车辆高频散射电磁场的雷达截面积(Radar Cross Section,RCS)分布状态,包括电磁波对装甲车辆不同入射面的RCS在水平、垂直方向上的电磁变化特性,为装甲车辆隐身、反隐身设计,雷达系统设计以及雷达目标识别提供数字化、信息化技术支撑.     

空中复杂目标的CAD建模及其电磁散射特性可视化研究

雷达目标的电磁散射特性对于目标的检测与识别具有至关重要的意义,文中给出了复杂目标的建模及电磁散射特性的可视化研究。利用3DSMAX和AutoCAD建立复杂目标的三维模型,介绍了两种建模方法:平板面元逼近和参数面元逼近。文中着重于平面元逼近方法,并给出了计算远区场和RCS的物理光学(PO)的近似积分结果。调用 OpenGL库完成目标的三维显示及散射特性的可视化输出,给出了导弹再入段的三维电磁散射和二维电磁散射强度分布。     

电磁发射条件下导弹磁场屏蔽研究

作为一种新型的导弹发射方式,电磁发射技术以法拉第电磁感应定律为基础,产生电磁力推动导弹运动。导弹在发射过程中,会产生强的电磁场环境,使得周围电子设备无法正常工作。利用Maxwell软件,对电磁发射条件下的磁场环境进行仿真分析,并与添加屏蔽体后的环境进行对比,说明了屏蔽体对于磁场环境的屏蔽作用。针对实际应用时屏蔽体通常存在孔缝的情形,对具有不同形状孔缝的屏蔽体进行分析,研究其屏蔽效果的不同。这些将会指导导弹屏蔽体的结构设计问题。     

基于Multi-Agent技术的动态电磁环境建模与仿真

针对传统的电磁环境建模方法难以准确地描述电磁环境动态变化的问题,提出了一种基于Multi-Agent技术的动态电磁环境建模方法。首先分析了电磁环境建模的层次结构;然后建立了通信电台、雷达、侦察站、干扰站的Agent实体模型,建立了Agent行动模型和Multi-Agent系统交互模型,解决了个体Agent模型设计中的感知、动作、决策及实现方法上的问题。最后设置某仿真场景,利用Netlogo仿真平台建立仿真验证系统,仿真结果验证了模型的有效性,表明了应用Multi-Agent建模方法解决电磁环境的动态模拟的可行性。     

基于舰船磁场模型的离线磁定位研究

目前,海上舰船磁场测量试验获得的数据一般为时间通过曲线,不能直接用于舰船磁场建模。为了解决上述问题,利用遗传算法良好的全局搜索能力,在目标舰船运动参数未知、磁探头存在姿态角的情况下,实现了一种基于单旋转椭球体磁场模型的离线磁定位算法.计算结果表明,该方法效果良好。     

设备磁场对全船磁场的影响

应用旋转椭球模拟法,研究舰船主要设备装配在舰船的不同位置时的磁场变化.采用一列均匀磁化椭球体来模拟单台设备磁场对全船标准磁场的贡献,对于舰船其它主要设备磁性指标的考核,也可通过计算与换算的方法来进行,并以实例说明了舰船设备磁场的模拟计算方法.     

战场电磁环境相似构设技术框架研究

战场电磁环境构设的需求有两方面：部队训练电磁环境构设和装备试验电磁环境构设。构建了基于相似性科学的战场电磁环境相似构设技术框架。研究了战场电磁环境构设的相似建模技术,主要针对电磁设备实体及其行为进行建模;研究了构设系统的相似分析技术,构设系统相似度以构成要素相似度和要素特性相似度为基础综合衡量系统相似度;研究了相似仿真技术,阐述了其技术原理和方法程序。以电子对抗部队训练电磁环境构设为例,讨论了多种构设建模手段的综合运用。     

电磁轨道发射中内弹道动力响应特性分析

将轨道简化为移动载荷作用下固定在弹性支撑上的Bernoulli-Euler梁，通过静态电磁-结构耦合有限元模型求得外围封装的等效刚度，计算得到发射器的临界速度。另外，利用混合有限元/边界元法建立电磁-结构-运动多物理场耦合的动力学模型，求得枢轨动态接触压力和轨道的应力应变分布特性。通过在轨道背面布置光纤光栅应变传感器，利用测量数据验证了动力响应特性，并分析了弹丸在内弹道的稳定性。针对典型30 mm × 30 mm矩形口径发射器，分析及试验结果表明：C型电枢对轨道的电磁挤压力在平顶沿起始时刻达到最大值，之后随着时间推移逐渐减小；电枢通过引起的应力波在高速段容易与轨道中反射应力波发生共振，并且轨道在电枢运动的中间高速段区域受力最为集中，应力集中水平约是起始低速段区域的2.44倍；电枢运动高速段会出现晃动现象，进而引起上下轨道受力的不对称性。分析及试验结果对研究电磁轨道发射器内弹道动力响应特性和发射器结构设计具有重要指导意义。     

ISAR雷达欺骗式干扰信号生成算法

宽带ISAR雷达能够从目标回波中计算得出众多目标特征,对ISAR雷达的干扰信号必须高逼真地模拟目标的电磁散射特性和运动特性。从弹头目标电磁散射机理出发,分析了干扰信号生成流程,提出二维成像干扰的实现方案。针对虚假目标特性模拟问题,提出基于一维距离像模板合成欺骗干扰信号的算法。算法采用距离像模板与实际宽带ISAR信号的卷积调制处理,生成的干扰信号能较好地反映目标的电磁特性。通过多个脉冲的模拟,生成的干扰信号也能够准确反映目标的运动特性。仿真实验对暗室测量数据和HRRP模板数据进行成像效果对比,验证了算法的有效性。该算法对二维成像干扰机的工程设计具有指导意义。     

舰船动态散射回波建模与稳定性分析

研究舰船在动态条件下的散射特性对于目标识别而言具有重要的价值。以"提康德罗加"级巡洋舰为例,首先简要介绍了舰船静态散射特性数据的获取方法,其次以切片理论为核心建立了完整的水动力学模型,进而对舰船的动态散射回波进行了仿真。最后对仿真数据进行了统计分析,获取了舰船在不同海况、不同入射余角条件下的回波稳定性估计,并通过与外场实测数据的比较间接验证了模型的可信性。研究结果可为海面雷达目标识别提供一定的理论支撑。