[發明專利]快速獲取金屬旋轉對稱體電磁散射特性的矩陣抽取方法

有效

• 申請號: 201310232479.7
• 申請日: 2013-06-09
• 公開（公告）號: CN103425816B
• 公開（公告）日: 2017-02-08
• 發明（設計）人: 陳如山;丁大志;樊振宏;蘇婷
• 申請（專利權）人: 南京理工大學
• 主分類號: G06F17/50
• 分類號: G06F17/50
• 代理公司: 南京理工大學專利中心32203
• 代理人: 朱顯國

1.一種快速獲取金屬旋轉對稱體電磁散射特性的矩陣抽取方法，其特征在于步驟如下：

第一步，建立金屬旋轉對稱體的母線，按十分之一介質波長離散，形成了母線的剖分線段；

第二步，采用二叉樹結構對剖分線段進行分組，確定近場、遠場組；

第三步，使用具有傅里葉級數形式的旋轉對稱基函數展開未知散射電流；

第四步，對金屬旋轉對稱體邊界建立混合場積分方程，使用矩量法離散混合場積分方程，得到模式阻抗矩陣方程；按照近、遠場組將模式阻抗矩陣分成近場模式阻抗矩陣和遠場模式阻抗矩陣；

第五步，采用矩量法直接計算近場組第α個模式矩陣；使用矩陣抽取方法填充遠場組第α個模式阻抗矩陣；計算第α個模式對應激勵向量；使用迭代方法求解第α個模式矩陣方程，得到第α個模式散射電流系數；上述求解過程從第0個模式數開始，直到α＝Mod；

第六步，將第五步得到的各個模式電流系數累加得到金屬旋轉對稱體表面的電流，由互易定理計算得到雷達散射截面積。

2.根據權利要求1所述的快速獲取金屬旋轉對稱體電磁散射特性的矩陣抽取方法，其特征在于：所述第二步中采用二叉樹結構對剖分線段進行分組為：用一個虛擬圓柱將金屬旋轉對稱體包圍住，該圓柱體為第零層組節點，對該圓柱體二等分，形成的每個子圓柱體為第一層組節點，然后再對每個子圓柱體二等分，直到圓柱高為1到2個波長之間，最后形成的子圓柱體為最細層組節點，每個組節點即為一組；

所述確定近場、遠場組為：同一層相鄰的組為近場組，不相鄰的組為遠場組，再在此分組的基礎上建立二叉樹，子層的遠場組為父層的近場組。

3.根據權利要求1所述的快速獲取金屬旋轉對稱體電磁散射特性的矩陣抽取方法，其特征在于，所述第三步的具體步驟如下：

根據旋轉對稱體的最大半徑R_max、入射頻率f和入射俯仰角θ^inc確定總模式數Mod；

在金屬旋轉對稱體表面建立局部坐標系，是表面法向單位矢量，是沿方位角方向的單位矢量，是沿母線方向的單位矢量，滿足利用旋轉對稱體結構特性，將表面散射電磁流J表示為：

J=Σα=-ModModΣn=1N(Iαntfαnt+Iαnφfαnφ)---(1)]]>

分別表示第α個模式數對應的方向和方向第n個基函數，由以下公式給出，分別是對應的基函數展開系數，N為總基函數個數；

fαnt=t^Tn(t)ρ(t)ejαφ]]>(2)]]>

fαnφ=φ^Tn(t)ρ(t)ejαφ]]>

其中T_n(t)為第n個三角基函數，由以下公式給出；t為剖分線段上的一點在母線方向的取值，ρ(t)是剖分線段上t處對應的半徑值；

其中和表示第n條剖分線段的起點和終點，和表示第n+1條剖分線段的起點和終點；

根據旋轉對稱體的最大半徑R_max、入射頻率f和入射俯仰角θ^inc確定總模式數Mod：

Mod＝k_ρR_max+1??????????(4)

其中μ為空氣磁導率，ε為空氣介電常數；若入射角度垂直于旋轉軸，則總模式數為1。