[發(fā)明專利]電大目標(biāo)電磁散射特性快速降維分析方法

有效

• 申請(qǐng)?zhí)枺?/td>: 201410276441.4
• 申請(qǐng)日: 2014-06-19
• 公開（公告）號(hào): CN105205299B
• 公開（公告）日: 2018-07-31
• 發(fā)明（設(shè)計(jì)）人: 陳如山;樊振宏;丁大志;何姿
• 申請(qǐng)（專利權(quán)）人: 南京理工大學(xué)
• 主分類號(hào): G06F17/50
• 分類號(hào): G06F17/50
• 代理公司: 南京理工大學(xué)專利中心 32203
• 代理人: 朱顯國

1.一種電大目標(biāo)電磁散射特性快速降維分析方法，其特征在于，步驟如下：

步驟1、建立物體的離散模型，確定拋物線的軸向方向作為x軸，采用網(wǎng)格對(duì)物體沿拋物線的軸向方向進(jìn)行離散處理，形成垂直于x軸的若干個(gè)切面，通過求解剖分的三角形網(wǎng)格與切面交點(diǎn)確定每個(gè)切面所切物體的邊界點(diǎn)，再通過四面體網(wǎng)格來判斷所有節(jié)點(diǎn)的位置；

步驟2、構(gòu)造矩陣方程，在x軸，y軸、z軸方向采用CN差分格式，并寫成交替方向隱式差分格式獲取相鄰兩個(gè)切面間的關(guān)系，最后在散射體表面根據(jù)切向電場分量為0的方程以及拋物線方程，聯(lián)立構(gòu)造出矩陣方程；

步驟3、令x軸方向?yàn)榇蟮纳⑸浞较颍来螌?duì)沿x軸方向的各個(gè)切面上的節(jié)點(diǎn)電場值進(jìn)行遞推求解，通過不斷更新邊界點(diǎn)的信息以及方程的右邊向量來求解下一個(gè)切面上各個(gè)離散節(jié)點(diǎn)處的電場值；

步驟4、對(duì)各個(gè)切面上的節(jié)點(diǎn)電場值進(jìn)行遞推，求解最后一個(gè)切面上的節(jié)點(diǎn)電場值，根據(jù)遠(yuǎn)近場轉(zhuǎn)換求解目標(biāo)散射體雙站RCS；

步驟2中所述構(gòu)造矩陣方程，具體包括以下步驟：

(2.1)在三維情況下，基于交替方向隱式拋物線方程表示為：

式中，分別為第m個(gè)面上分布在第i列的連續(xù)的三個(gè)點(diǎn)(i,j-1)、(i,j)、(i,j+1)的場值，分別為中間面上分布在第j行的連續(xù)的三個(gè)點(diǎn)(i-1,j)、(i,j)、(i+1,j)的場值，分別為第m+1個(gè)面上分布在第i列的連續(xù)的三個(gè)點(diǎn)(i,j-1)、(i,j)、(i,j+1)的場值；r_y＝2Δx/Δy²，r_z＝2Δx/Δz²，Δx、Δy、Δz分別為x、y、z軸方向上標(biāo)準(zhǔn)網(wǎng)格點(diǎn)的長度，k為波數(shù)，i為虛數(shù)；

(2.2)在PML媒質(zhì)中，基于交替方向隱式拋物線方程表示為：

式中，σ()代表電損耗的函數(shù)，σ₀代表電損耗的系數(shù)，δ代表趨膚深度的系數(shù)σ(y)＝σ₀(y/δ)²，σ(z)＝σ₀(z/δ)²，η＝120π,R₀＝10^-3；

(2.3)對(duì)于目標(biāo)邊界點(diǎn)，假設(shè)P為散射體表面上的點(diǎn)，n＝(n_x,n_y,n_z)為P點(diǎn)的法向方向，在金屬表面切向電場為零，由將電場用各個(gè)分量來表示：

式中，E_x(P)、E_y(P)、E_z(P)分別為P點(diǎn)電場在x軸、y軸、z軸方向的分量；

定義場量為x軸方向傳播波函數(shù)：

式中，代表散射電場值，代表變換后的散射場值；

則進(jìn)行如下變換，由式(5)、(6)得對(duì)應(yīng)的三個(gè)方程：

式中，分別為波函數(shù)在x軸、y軸、z軸方向的分量；分別表示散射電場在x軸、y軸、z軸方向的分量，分別表示入射電場在x軸、y軸、z軸方向的分量；

式(7)是秩為2的方程組，不能唯一確定邊界條件，引入拋物線方程使方程組具有唯一的解，聯(lián)立構(gòu)造出矩陣方程。

2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的電大目標(biāo)電磁散射特性快速降維分析方法，其特征在于，步驟3中所述依次對(duì)沿x軸方向的各個(gè)切面上的節(jié)點(diǎn)電場值進(jìn)行遞推求解，具體如下：

(3.1)將前一個(gè)切面各個(gè)離散的節(jié)點(diǎn)的電場值作為當(dāng)前切面求解時(shí)的右邊向量；

(3.2)在當(dāng)前切面所確定的邊界點(diǎn)處，加入切向的電場分量為0的邊界條件和拋物線方程，處于物體內(nèi)部的節(jié)點(diǎn)電場值賦值為0，形成當(dāng)前切面更新后的矩陣方程；

(3.3)求解(3.2)中更新后的矩陣方程，方程的解即為當(dāng)前切面各個(gè)離散的節(jié)點(diǎn)的電場值。

3.根據(jù)權(quán)利要求1所述的電大目標(biāo)電磁散射特性快速降維分析方法，其特征在于，步驟4所述求解目標(biāo)散射體雙站RCS，表達(dá)式為：

三維坐標(biāo)系下，在(θ,φ)方向的雙站RCS為：

其中，E^s表示散射場的電場分量，Eⁱ表示入射場的電場分量，π為圓周率。