[發明專利]一種不確定結構電大目標電磁散射特性分析方法及裝置

在審

• 申請號: 202010081535.1
• 申請日: 2020-02-06
• 公開（公告）號: CN111368398A
• 公開（公告）日: 2020-07-03
• 發明（設計）人: 陳勇;李煥敏;黨訓旺;郝津釧;殷紅成
• 申請（專利權）人: 北京環境特性研究所
• 主分類號: G06F30/20
• 分類號: G06F30/20
• 代理公司: 北京格允知識產權代理有限公司 11609
• 代理人: 周嬌嬌

本發明涉及一種不確定結構電大目標電磁散射特性分析方法、裝置、計算機設備以及計算機可讀存儲介質，該方法包括：采用非有理B樣條曲面建模，構建含可變結構的目標幾何模型，以控制點描述目標結構的不確定性，各所述控制點的坐標值根據實際情況表示為不同的隨機變量；根據所述目標幾何模型，基于物理光學近似法得到遠區散射場積分方程，并引入目標結構的不確定性，通過泰勒級數展開實現確定項與隨機項的分離，計算隨機項散射場，得到電大目標的電磁散射特性結果。本發明解決了含不確定結構的電大目標電磁散射特性仿真分析存在計算量過大、工程適用性有限等問題。

技術領域

本發明涉及電磁散射技術領域，尤其涉及一種不確定結構電大目標電磁散射特性分析方法、裝置、計算機設備以及計算機可讀存儲介質。

背景技術

在計算電磁學領域，雷達目標電磁散射特性主要通過對確定結構目標的計算來獲取。但是，由于加工工藝影響或情報缺失，往往不能完全確定實際目標的結構或材料信息，因此，有必要研究含有不確定性結構的目標電磁散射特性，作為模型誤差分析和置信度評估的依據。

蒙特卡羅法是一種分析不確定性問題的常用方法，通過建立一系列樣本模型來描述模型的變化，從而將不確定性問題分解為確定問題。但是在將蒙特卡洛法用來解決復雜不確定性問題時，往往存在計算效率和收斂性之間的矛盾。基于直接針對不確定結構進行電磁散射求解的思路，有學者提出一種基于矩量法的包含可變結構的電磁散射等效建模方法，但隨著目標電尺寸增大，計算資源消耗會急劇變大，導致該方法的工程適用性有限。

因此，針對以上不足，需要提供一種更為準確且高效的方法以分析復雜三維電大目標的電磁散射不確定性問題。

發明內容

(一)要解決的技術問題

本發明要解決的技術問題是解決現有技術對于含不確定結構的復雜電大目標進行電磁散射特性分析時，存在工程適用性有限、計算量過大的問題。

(二)技術方案

為了解決上述技術問題，本發明提供了一種不確定結構電大目標電磁散射特性分析方法，包括如下步驟：

S1、采用非有理B樣條曲面建模，構建含可變結構的目標幾何模型，以控制點描述目標結構的不確定性，各所述控制點的坐標值根據實際情況表示為不同的隨機變量；

S2、根據所述目標幾何模型，基于物理光學近似法得到遠區散射場積分方程，并引入目標結構的不確定性，通過泰勒級數展開實現確定項與隨機項的分離，計算隨機項遠區散射場，得到電大目標的電磁散射特性結果。

優選地，所述步驟S1中采用非有理B樣條曲面建模，構建含可變結構的目標幾何模型時，目標上的任意一點表示為：

其中，u、v分別表示曲面節點矢量，R_i,j(u,v)表示基于節點矢量的分段有理基函數，P_ij表示控制點，m、n分別表示兩個維度上的總控制點數，i、j分別表示各控制點的編號。

優選地，所述步驟S2中，基于物理光學近似法得到遠區散射場積分方程時，由斯特拉頓-朱蘭成方程得到良導體目標的遠區散射場表達式為：

其中，E_s(r)表示遠區散射場，r表示坐標原點到觀察點的矢徑，k表示電磁波波數，η表示磁導率，R₀表示觀察點與目標的距離，s表示目標表面的照明部分，和分別表示入射方向和觀察方向的單位矢量，n表示表面法向單位矢量，H_i表示入射磁場強度，r'表示坐標原點到散射源處的矢徑。

優選地，所述步驟S2中引入目標結構的不確定性后，得到如下表達式：

E(α^I)＝b(α^I)