[發明專利]一種針對超電大尺寸規模目標的近場電磁散射仿真方法

有效

• 申請號: 201910886998.2
• 申請日: 2019-09-19
• 公開（公告）號: CN110705058B
• 公開（公告）日: 2021-08-31
• 發明（設計）人: 楊偉;廖成晉;齊聰慧;趙志欽;胡皓全;雷世文;田徑
• 申請（專利權）人: 電子科技大學
• 主分類號: G06F30/20
• 分類號: G06F30/20;G06T17/20
• 代理公司: 成都行之專利代理事務所(普通合伙) 51220
• 代理人: 胡曉麗

本發明公開了一種針對超電大尺寸規模目標的近場電磁散射仿真方法：導入STL格式的模型文件，讀取構成雷達目標的每個三角面元的相關信息；輸入需要計算的參數；判斷面元是否被入射波照亮，并標記打亮的面元；對每個被標記為照亮的三角面元，計算其表面電流和磁流：求解出每個被標記為照亮的三角面元引起的散射場將所有被標記為照亮的三角面元的散射場E^sn都求解完畢后，根據矢量疊加原理，將其全部相加，得到總散射場；根據下式得到近場情況下雷達目標的RCS值σ₀，并輸出結果：本發明填補了目標近場RCS仿真算法領域的空白，特別是近場散射條件下不同面元的電磁仿真處理方式，更切合于實際工程場景。

技術領域

本發明涉及電磁散射技術領域，具體涉及一種針對超電大尺寸規模目標的近場電磁散射仿真方法。

背景技術

在電磁散射仿真中，人們常使用雷達散射截面(RCS)來表征一個目標物體的電磁散射能力，他對于目標散射特性的分析和識別空中目標具有重要作用，也是反映目標隱身性能的一項重要技術指標，因此對于RCS的仿真就成為雷達目標電磁散射特性分析和雷達目標識別中的一項關鍵技術。

超電大尺寸規模目標(如：艦船)的雷達遠場條件(r2D²/λ，其中，r表示目標到雷達的距離，D表示目標尺寸，λ表示雷達波波長)通常不易滿足。當目標位于雷達波束近區時，目標的散射特性與遠場條件下的結果完全不同，遠場散射理論不再適用，近場散射研究就顯得尤為必要。本發明針對性地提出了解決超電大尺寸規模目標的近場電磁散射仿真方法。目前，市面上現有的RCS仿真軟件，幾乎全部針對遠場目標，為了解決針對實際工程中目標散射問題，開發出目標處于不同散射距離條件下的電磁散射仿真工具尤為必要。

發明內容

本發明提供了解決上述問題的一種針對超電大尺寸規模目標的近場電磁散射仿真方法，本發明填補了目標近場RCS仿真算法領域的空白，特別是近場散射條件下不同面元的電磁仿真處理方式。

本發明通過下述技術方案實現：

一種針對超電大尺寸規模目標的近場電磁散射仿真方法，包括以下步驟：

步驟1，導入STL格式的模型文件，并讀取構成雷達目標的每個三角面元的坐標信息和面元法線信息；所述通過三角面元網格的3D建模方式建模獲取；

步驟2，輸入需要計算的參數；

步驟3，判斷面元是否被入射波照亮，并標記被入射波打亮的面元；

步驟4，對每個被標記為照亮的三角面元，計算其表面電流和磁流：

式中，為感應電流密度矢量，為感應磁流密度矢量，為入射面的單位法向量，為對應三角面元的入射電場，為對應三角面元的表面磁場；

步驟5，求解出每個被標記為照亮的三角面元引起的散射場

式中，ω為角頻率，μ為磁導率，η為波阻抗，e為自然底數，k為波數，j為虛數單位，Δ表示積分區域，r_sn為三角形面元中心距散射中心的距離，為感應電流密度矢量，為感應磁流密度矢量，為對應的散射波方向矢量，為散射面元點位置矢量，dΔ為微分面元；

步驟6，將所有被標記為照亮的三角面元的散射場都求解完畢后，根據矢量疊加原理，將其全部相加，得到總散射場：

步驟7，根據式(4)得到近場情況下雷達目標的RCS值σ₀，并輸出結果：