光学区复杂目标RCS高频计算及软件集成技术进展

RCS的计算是隐形设计技术的关键问题,也是获取雷达散射特征信号的有效手段。本文主要就复杂目标的散射场的物理结构和复杂目标的精确建模两个方面进行了综述。另外文中还综述了复杂目标RCS预估软件进展,得到如下的发展趋势:复杂目标电磁散射计算与计算机图形学精确建模相结合,完成从模型设计到电气特性的分析,最终实现利用科学计算可视化技术实现电磁系统的三维仿真。     

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.     

多成像模式下舰船目标SAR成像仿真

针对典型工作模式下舰船目标SAR(synthetic aperture radar)成像仿真应用,建立了条带模式、聚束模式、扫描模式下电磁信号发射与回波传输模型.基于面元法将舰船目标三维模型划分为多个三角形面元,利用弹跳射线法计算舰船目标各面元的一次散射和多次散射,仿真SAR回波信号.采用距离多普勒成像算法消除回波混叠...     

船海复合场景面元化快速电磁建模方法及SAR成像仿真

在微波高频段,海面背景或海上船类目标往往具有电大尺寸和复杂精细的结构,这给船海复合场景的电磁建模带来巨大的计算负担。为简化计算,基于海面电磁散射模型面元化思想和图形电磁学,结合计算耦合场的四路径模型,提出一种电大尺寸船海复合场景电磁散射的快速计算方法。在保证海面与目标复合散射场的计算准确性前提下,提高计算效率。仿真并分析不同雷达参数下动态海面与目标的雷达散射截面,计算结果与实测数据以及精确数值方法结果的良好一致性验证了方法的准确性。将复合散射快速计算方法应用于合成孔径雷达成像仿真,仿真结果验证了方法的有效性。     

电大尺寸组合目标RCS的MOM-PO混合算法分析

给出了一种用于电大尺寸组合目标雷达散射界面的建模与计算方法给出一种类似飞机的组合目标RCS的计算实例,通过与FMM(快速多极子方法)的计算结果比较表明,说明该方法能快速有效地解决电大尺寸组合目标的电磁散射问题,证明该混合算法的有效性.     

基于RCS幅值特性相似度的浮空式角反射体布放态势寻优

为应对常规雷达制导反舰导弹的威胁,采用理论分析和建模仿真方法,基于雷达目标的一类重要电磁散射特性——雷达散射截面积(RCS,radar cross section),对双棱锥形浮空式角反射体布放态势进行了寻优,得到了一种与反导舰艇逼近度较高的角反射体阵列。结果表明:考虑角反射体阵列与目标舰艇的RCS幅值特性相似度,较优的布放态势为[6,15],[8,20],[9,15],[11,15],其中在[6,15]情形下,二者相似度达到60.9%。     

双线性表面建模电大目标RCS仿真

目标的电磁散射特性研究对于实现雷达探测、识别、跟踪目标起着至关重要的作用,而雷达散射截面(Radar Cross Section,RCS)又是体现目标电磁散射特性的一个重要方面.参数曲面能精确模拟目标的几何外形,提高计算精度.采用参数曲面——双线性表面建模,运用物理光学(Physical Optics,PO)法计算电大...     

复杂电磁环境对组网雷达“四抗”能力综合影响仿真评估

构建了复杂电磁环境下雷达探测能力云规则算法模型和复杂电磁环境对组网雷达“四抗”能力综合影响评估模型,并按照仿真想定和方案设计,利用Netlog0 3D仿真平台实现了复杂电磁环境下组网雷达探测低空突袭目标的三维可视化仿真,根据仿真结果分析了复杂电磁环境对组网雷达“四抗”能力的综合影响.结果表明:就一种能力而言,复杂电磁环境对组网雷达抗隐身能力影响较明显,对抗干扰能力、抗低空/超低空突防能力和抗反辐射攻击能力影响较小,但就“四抗”能力整体面言,复杂电磁环境对组网雷达“四抗”能力综合影响较为突出.     

干扰条件下的雷达动态威力范围仿真方法

三维雷达探测威力范围仿真要求能够对雷达的电磁场景进行逼真的模拟,针对传统的雷达探测威力仿真方法不能动态显示的缺点,提出了一种基于STK仿真软件的动态可视化仿真方法。首先介绍了Matlab插件的功能及编程逻辑,然后分别对压制干扰条件下的雷达威力范围和干扰型无人机的飞行航迹进行了细致的数学建模,最后给出了动态可视化仿真的实现方法。该方法以STK为底层场景构建平台,通过Matlab插件在时域上采集雷达最大探测距离的边界数据,实现了动态的雷达三维探测威力范围的可视化。仿真结果表明,干扰机与目标雷达的距离越近压制效果越好,同时2部干扰机能够弥补单部干扰机进行干扰时的不足。仿真结果与理论分析具有一致性,验证了数学模型的正确性和仿真方法的有效性。     

双基地声纳目标低频散射特性研究

针对双基地声纳目标低频散射问题,从Helmholtz积分方程出发,采用等价面元解决表面积分存在的奇异性问题,建立了非入射方向水下目标散射声场的物理模型和计算方法.计算了刚性圆柱体的后向散射回声,绘出了在不同收发分置角、低频情况下,刚性椭球目标强度随目标姿态角的空间变化曲线,并分析了其散射特性.结果表明,提出的模型和方法能计算任意分置角和任意目标姿态角时的水下目标散射强度,可用于预报双基地声纳目标低频声散射特性.     

战场电磁环境的定量描述与模拟构建及复杂性评估

探讨了战场电磁环境定量描述与可视化表达、战场电磁环境模拟构建的内容,提出了军用有意电磁辐射和战场背景电磁辐射模拟仿真的建模方法。在战场电磁环境复杂性定量分析方面,将战场电磁环境的复杂性分为一般复杂性和特定复杂性,给出了相应的评估指标和评估方法。     

求解电大尺寸目标与地海面复合散射的SBR-IEM混合算法

提出了一种研究大范围地海面背景与电大尺寸目标复合电磁散射的新型混合算法。该算法首先将地海面划分为大尺寸粗糙面元,采用基于快速射线寻迹技术的改进射线追踪(SBR)方法计算目标面元和粗糙面元上产生的相干散射分量;然后,结合积分方程解(IEM)计算粗糙面元上产生的非相干散射分量;最后,通过实例计算,并与KA-MoM结果进行了对比分析,结果表明:改进SBR-IEM混合算法具有较高的计算效率,节省大量存储空间和运算时间。     

基于DoDAF的战场电磁频谱管控体系结构建模

适应作战新概念和电磁频谱技术发展,开展战场电磁频谱管控体系结构建模研究。从电磁频谱管控特点分析入手,阐述了战场电磁频谱管控体系设计的原则,提出了基于指挥架构、力量编成和管控能力的战场电磁频谱管控体系架构。按照DoDAF2.0架构,从作战视图和系统视图两方面,构建了战场电磁频谱管控体系结构模型,给出了指挥体系、管控力量、管控能力以及三者关系的可视化描述。     

微波超视距条件下舰船目标RCS分层计算方法

针对微波超视距条件下海面舰船目标的散射特性,提出了一种舰船目标雷达散射截面(RCS)的分层计算方法.首先,研究并给出了随机摆动状态下舰船目标各局部散射体的非相干叠加条件;在此基础上,提出了微波超视距条件下舰船目标RCS的计算流程,针对目标的几何建模、模型划分、遮挡面判定、平均RCS计算等进行了详细阐述;最后,以某型舰船...     

雷达反隐身技术分析及进展北大核心

雷达反隐身技术是克服目标隐身的核心技术。结合雷达方程、电磁散射原理及隐身目标RCS分布具体分析了雷达反隐身的基本原理和方法,根据雷达反隐身的基本特性从空域、频域、极化域等角度详细介绍了雷达反隐身常用技术。最后,提出了雷达反隐身技术的发展趋势,并给出了一种新的雷达组网反隐身模式。     

雷达反隐身技术分析及进展

雷达反隐身技术是克服目标隐身的核心技术。结合雷达方程、电磁散射原理及隐身目标RCS分布具体分析了雷达反隐身的基本原理和方法,根据雷达反隐身的基本特性从空域、频域、极化域等角度详细介绍了雷达反隐身常用技术。最后,提出了雷达反隐身技术的发展趋势,并给出了一种新的雷达组网反隐身模式。     

各向异性介质体目标电磁散射分析的快速算法

利用体积分方程矩量法(MoM)及其多层快速多级子算法(MLFMA)研究了各向异性的电介质体或/和磁介质体目标的电磁散射问题,将多层快速多级子算法的计算结果与解析方法(Mie)或矩量法结果进行了对比分析.不但验证了MLFMA算法的高效性和精确性,同时该算法还适合于分析模拟任意复杂介质体(如各向异性磁化等离子体)目标的电磁散射问题,为进一步实现电大尺寸的任意复杂各向异性介质体/金属组合目标电磁散射分析的精确高效算法奠定了基础.     

提高近场测量系统隔离度的方法研究

近场电磁散射特性测量中,发射机发出的大功率信号直接或经反射后进入接收机,容易引起接收机阻塞;同时发射信号经功率放大器后波形改变出现较长的拖尾,拖尾信号与经过目标散射后的回波信号叠加后同时进入接收机,回波信号会受到严重影响。如果系统隔离度较差,以上问题将会导致接收机动态范围不足,系统测量能力受到制约。通过采用时域滤波、天线优化设计等给出了一种提高近场电磁散射特性测量收发隔离度、改善低RCS(radar cross-section)测量性能的设计方法。     

地表目标复合散射的强迫激励法分析

研究了强迫激励方法在电磁散射计算中的应用 ,此方法将地表目标散射分析化为两步 :首先分析地面的散射 ,再将地面的散射作为激励作用于目标 ,从而得到地面背景下目标的电磁散射信号。应用强迫激励方法计算了地表背景下车体的时域电磁散射 ,并与试验作了对比 ,两者比较吻合     

一种综合集成与演示验证一体化系统的构建方法

复杂性科学问题研究中的综合集成方法是构建研究平台的一项重要内容.针对复杂性研究中的系统平台的建模问题,提出一种综合集成与演示验证一体化系统的构建方法,探讨了具体实现方式和数据同步与数据一致性维护等问题.在雷达目标特性研究中,运用上述综合集成与演示验证一体化系统的构建方法,完成了一个具备尺度一致性和可扩展能力的电磁散射特性验证与演示系统.