[發(fā)明專利]飛行器編隊瞬態(tài)電磁特性時域階數(shù)步進分析方法

有效

• 申請?zhí)枺?/td>: 201410277754.1
• 申請日: 2014-06-19
• 公開（公告）號: CN105277927B
• 公開（公告）日: 2018-09-04
• 發(fā)明（設(shè)計）人: 丁大志;陳如山;樊振宏;何姿
• 申請（專利權(quán)）人: 南京理工大學
• 主分類號: G01S7/41
• 分類號: G01S7/41
• 代理公司: 南京理工大學專利中心 32203
• 代理人: 朱顯國

本發(fā)明公開了一種飛行器編隊瞬態(tài)電磁特性時域階數(shù)步進分析方法。該方法采用寬頻帶的時域電磁脈沖作為激勵，建立起飛行器編隊的時域分析模型；每個飛行器設(shè)定為一個求解子區(qū)域，將子區(qū)域的散射電流等效到包圍該子區(qū)域的等效面上；各個等效面之間通過相互耦合作用不斷更新其表面的等效散射電磁流直至穩(wěn)定；由等效面上的最終等效散射電磁流求解出雷達散射截面積。本發(fā)明可對多個目標進行快速的電磁仿真，可用于分析目標的瞬態(tài)電磁特性，其實現(xiàn)過程中入射場展開、等效面相互作用和雷達散射截面的計算均采用了旋轉(zhuǎn)對稱體矩量法，加快計算速度的同時也大幅節(jié)省內(nèi)存消耗，時域階數(shù)步進分析方法具有后時穩(wěn)定性，具有很強的實際工程應(yīng)用價值。

技術(shù)領(lǐng)域

本發(fā)明屬于目標電磁散射特性數(shù)值計算技術(shù)領(lǐng)域，特別是一種飛行器編隊瞬態(tài)電磁特性時域階數(shù)步進分析方法。

背景技術(shù)

如何精確、髙效的分析目標的電磁散射問題一直作為計算電磁學的重要使命，被解決的方法也是多種多樣。在實際工程應(yīng)用中，越來越多的需要對各類復雜目標、多目標或者周期重復目標所組成的目標群的電磁散射特性進行分析，因此高精度并且高效的電磁場的數(shù)值算法也顯得愈發(fā)的重要。傳統(tǒng)的基于積分方程的方法如矩量法(MoM)已經(jīng)被廣泛的用于分析各種目標的散射和輻射問題。然而，傳統(tǒng)的頻域方法是一種穩(wěn)態(tài)分析方法，一次只能分析目標在單個頻點的電磁散射特性，激勵波形也只能采用單頻的正弦波形，具有很大的局限性。

發(fā)明內(nèi)容

本發(fā)明的目的在于提供一種高效、穩(wěn)定的飛行器編隊瞬態(tài)電磁特性時域階數(shù)步進分析方法，能夠通過一次數(shù)值計算快速得到寬頻帶的電磁散射特性參數(shù)。

實現(xiàn)本發(fā)明目的的技術(shù)解決方案為：一種飛行器編隊瞬態(tài)電磁特性時域階數(shù)步進分析方法，步驟如下：

步驟1、將飛行器編隊分割為多個子區(qū)域，求解散射子區(qū)域與包圍該子區(qū)域的等效面間的相互作用，采用具有寬頻帶的時域平面波脈沖作為激勵，入射場在等效面上產(chǎn)生等效入射電磁流，該等效入射電磁流在子區(qū)域的散射目標上生成感應(yīng)電磁場并產(chǎn)生相應(yīng)的散射電磁流，目標上的散射電磁流在等效面上感應(yīng)出相應(yīng)的等效散射電磁流；

步驟2、求解等效面與等效面之間的相互作用，一個等效面上的等效散射電磁流在其他等效面上感應(yīng)出相應(yīng)的等效散射電磁流，各個等效面之間通過相互耦合作用不斷更新其表面的等效散射電磁流，直至達到穩(wěn)定狀態(tài)；

步驟3、根據(jù)步驟1求得的散射目標與包圍該目標的等效面間的相互作用關(guān)系以及步驟2所得等效面與等效面之間的相互作用關(guān)系，采用迭代法求解出等效面上最終的等效散射電磁流；

步驟4、由各個子區(qū)域的等效面上的最終等效散射電磁流，根據(jù)互易定理求解出雷達散射截面積。

本發(fā)明與現(xiàn)有技術(shù)相比，其顯著優(yōu)點為：(1)對計算資源的消耗少：旋轉(zhuǎn)對稱體矩量法產(chǎn)生的未知量少，加快了計算速度的同時也大幅節(jié)省了內(nèi)存消耗；(2)矩陣性態(tài)好：基于等效原理的區(qū)域分解方法，可將一個大問題分解為若干個子區(qū)域進行求解，提高了矩陣的條件數(shù)；(3)后時穩(wěn)定性好：階數(shù)步進時域積分方法是無條件穩(wěn)定的，克服了時間步進積分方程得后時不穩(wěn)定的弱點；(4)可以分析目標寬頻帶的電磁散射特性：使用具有寬頻帶特性的時域波形作為激勵，進行時域仿真，可得到目標的寬頻帶的電磁散射特性，也可用于瞬態(tài)分析。

下面結(jié)合附圖對本發(fā)明作進一步詳細描述。

附圖說明

圖1是本發(fā)明零場等效原理示意圖。

圖2是本發(fā)明等效面與等效面內(nèi)散射目標的作用示意圖。

圖3是本發(fā)明等效面與等效面之間的作用示意圖。

圖4是本發(fā)明實施例1中不同頻點下的計算結(jié)果示意圖，其中(a)頻率為50MHz時的雙站RCS，(b)頻率為100MHz時的雙站RCS，(c)頻率為150MHz時的雙站RCS，(d)頻率為200MHz時的雙站RCS，(e)頻率為250MHz時的雙站RCS。