[發明專利]一種介質多尺度結構電磁散射場獲取方法及裝置

有效

• 申請號: 202110329703.9
• 申請日: 2021-03-26
• 公開（公告）號: CN112949088B
• 公開（公告）日: 2023-04-25
• 發明（設計）人: 陳勇;侯兆國;黨訓旺;茍銘江;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

1.一種介質多尺度結構電磁散射場獲取方法，其特征在于，包括：

射線初始化：將每個可見三角面元分割為若干個子面元，并在每個子面元上確定一個點用于定位射線，剔除與不可見子面元相關的射線；

自適應射線追蹤：對于平板結構，令入射射線按照50％的概率發生反射，并對反射或折射后的射線功率進行2倍加權處理；對于曲面結構，將一根入射射線分為一根反射射線和一根折射射線；

遠區散射場計算：對于彈跳至三角面元上的射線，判斷該射線在該三角面元上的入射點所屬的子面元，當該子面元在接收點處可見時，對入射場幅度進行加權，加權因子為q表示子面元編號，S表示該子面元的面積，表示射線入射方向單位矢量，表示子面元法向矢量，并以該子面元作為等效積分區間來計算該射線在本次彈跳中的散射場貢獻，將所有可見子面元上的所有射線的散射場貢獻進行疊加，得到介質多尺度結構的電磁散射總場。

2.根據權利要求1所述的方法，其特征在于，所述射線初始化的過程中，每個可見三角面元被分割為m²個子三角面元。

3.根據權利要求1或2所述的方法，其特征在于，所述射線初始化的過程中，將每個子三角面元的重心作為射線的入射點。

4.根據權利要求3所述的方法，其特征在于，所述剔除與不可見子面元相關的射線包括：

通過射線投射法計算每個子三角面元的重心在入射方向的可見性，據此篩選出由面元間相互遮擋造成的不可見子面元，然后剔除與所述不可見子面元相關的射線。

5.根據權利要求1所述的方法，其特征在于，所述自適應射線追蹤過程中，對于曲面結構，根據入射點處的曲率將每根反射射線和每根折射射線分別細分為若干根反射射線和若干根折射射線，細分后的所述若干根反射射線所對應的面積之和等于細分前的反射射線所對應的面積，細分后的所述若干根折射射線所對應的面積之和等于細分前的折射射線所對應的面積。

6.根據權利要求1所述的方法，其特征在于，所述遠區散射場計算的過程中，判斷該射線在該三角面元上的入射點所屬的子面元包括：

計算該射線在該三角面元上的入射點到每個子面元重心的距離；

將最小距離所對應的子面元作為該射線在該三角面元上的入射點所屬的子面元。

7.根據權利要求1所述的方法，其特征在于，所述遠區散射場計算的過程中，以該子面元作為等效積分區間來計算該射線在本次彈跳中的散射場貢獻所采用的公式為：

其中，E^s(r)表示散射場，j表示復數，r表示子面元重心至接收點之間的距離，表示觀察方向的單位矢量，M_s表示子面元表面等效磁流，Z₀表示自由空間的波阻抗，J_s表示子面元表面等效電流，a_i表示子面元第i條邊的長度和取向，其取向與成右手螺旋關系，r_i表示子面元第i條邊中點位置的矢量，k表示入射射線的波數。

8.根據權利要求1所述的方法，其特征在于，在所述射線初始化的過程中，可見三角面元通過自遮擋判斷進行篩選。