[發明專利]一種定向寬頻高隱身性能的衛星及其頂端外形設計方法

有效

• 申請號: 202110291706.8
• 申請日: 2021-03-18
• 公開（公告）號: CN112883495B
• 公開（公告）日: 2022-07-29
• 發明（設計）人: 范才智;李春雷;羅青
• 申請（專利權）人: 中國人民解放軍國防科技大學
• 主分類號: G06F30/15
• 分類號: G06F30/15;G06F30/20
• 代理公司: 湖南兆弘專利事務所(普通合伙) 43008
• 代理人: 譚武藝

1.一種定向寬頻高隱身性能的衛星，包括衛星本體，其特征在于，所述衛星本體的頂端外形表面面元的相位項形成梯度差，且處于同相位的面元在入射波方向的投影面積相等，其中j為虛數單位，為波矢，為衛星表面點位置向量，所述衛星本體的上部為拋物線型尖端、下部為橢球形底座，所述衛星本體的形狀為旋轉體，且該旋轉體上部拋物線型尖端的母線控制方程的函數表達式為：

z＝-aρ²+c 0≤ρ≤R (1)

上式中，z為母線變量、表示母線上點的z軸坐標，a為母線控制參數，c為母線控制參數，ρ為母線變量、表示母線上點到z軸距離，R為旋轉體最大半徑。

2.一種權利要求1所述的定向寬頻高隱身性能的衛星的頂端外形設計方法，其特征在于，包括：

1)根據麥克斯韋方程得到電流及其激發的回波電場強度的關系函數表達式；使用高頻情況下的面等效電流的相位預估條件和電流等投影面積近似條件，得到面等效電流的函數近似表達式；

2)將面等效電流的函數近似表達式代入電流及其激發的回波電場強度的關系函數表達式，并進行化簡，得到任意散射目標點位置向量對應目標點位置處的回波電場強度的函數表達式：

上式中，j為虛數單位，ω為角頻率，μ為介質磁導率，為入射波波矢量，為衛星表面點位置向量，為散射目標點位置向量，為入射波垂直照射在平面上所生成的電流，k為入射波波矢，有k＝2π/λ，λ為入射波波長，為Nabla算子，dτ_projection為衛星表面面積微元dτ′在入射波方向的投影面積，dτ′為衛星表面的面積微元；

3)根據面等效電流的函數近似表達式確定任意散射目標點位置向量對應目標點位置處的回波電場強度由表面面元dτ′在入射波方向的投影面積dτ_projection以及該表面面元dτ′的相位項決定，從而確定衛星本體的頂端外形表面面元的相位項形成梯度差，且處于同相位的面元在入射波方向的投影面積相等時，目標點位置處的回波電場強度最小，從而得到衛星本體的頂端外形滿足定向寬頻高隱身性能的條件為：衛星本體的頂端外形表面面元的相位項形成梯度差，且處于同相位的面元在入射波方向的投影面積相等。

3.根據權利要求2所述的定向寬頻高隱身性能的衛星的頂端外形設計方法，其特征在于，步驟1)中得到的電流及其激發的回波電場強度的關系函數表達式為：

上式中，為散射目標點位置向量對應目標點位置處的回波電場強度，j為虛數單位，ω為角頻率，μ為介質磁導率，k為入射波波矢，有k＝2π/λ，λ為入射波波長，為Nabla算子，為面等效電流，為散射目標點位置向量，為衛星表面點位置向量，dτ′為衛星表面的面積微元。

4.根據權利要求3所述的定向寬頻高隱身性能的衛星的頂端外形設計方法，其特征在于，步驟1)中得到的面等效電流的函數近似表達式為：

上式中，為入射波垂直照射在平面上所生成的電流，dτ_projection為衛星表面面積微元dτ′在入射波方向的投影面積，dτ′為衛星表面的面積微元，j為虛數單位，為入射波波矢量，為衛星表面點位置向量。

5.根據權利要求4所述的定向寬頻高隱身性能的衛星的頂端外形設計方法，其特征在于，步驟2)中得到的回波電場強度的函數表達式為：

上式中，j為虛數單位，ω為角頻率，μ為介質磁導率，為入射波波矢量，為衛星表面點位置向量，為散射目標點位置向量，為入射波垂直照射在平面上所生成的電流，k為入射波波矢，有k＝2π/λ，λ為入射波波長，為Nabla算子，dτ_projection為衛星表面面積微元dτ′在入射波方向的投影面積，dτ′為衛星表面的面積微元。