[發(fā)明專(zhuān)利]一種電磁波反射系數(shù)的計(jì)算方法

在審

• 申請(qǐng)?zhí)枺?/td>: 202210657261.5
• 申請(qǐng)日: 2022-06-10
• 公開(kāi)（公告）號(hào): CN114925544A
• 公開(kāi)（公告）日: 2022-08-19
• 發(fā)明（設(shè)計(jì)）人: 張晰;侯育星;雍俊;王歡;蘇新璇;閆珍珍
• 申請(qǐng)（專(zhuān)利權(quán)）人: 陜西黃河集團(tuán)有限公司
• 主分類(lèi)號(hào): G06F30/20
• 分類(lèi)號(hào): G06F30/20;G06F17/18;G06F17/16
• 代理公司: 西安亞信智佳知識(shí)產(chǎn)權(quán)代理事務(wù)所(普通合伙) 61241
• 代理人: 王麗偉

本公開(kāi)是關(guān)于一種電磁波反射系數(shù)的計(jì)算方法。該方法包括：將非均勻介質(zhì)劃分為多層均勻介質(zhì)平板，并建立非均勻介質(zhì)的分層介質(zhì)模型，其中，分層介質(zhì)模型的每層參數(shù)包括：電子密度、碰撞頻率、本征波阻抗、厚度；根據(jù)每層參數(shù)計(jì)算分層介質(zhì)模型中的電磁波折射角和波矢量；基于每層均勻介質(zhì)的電磁波折射角和所述波矢量，構(gòu)造每層均勻介質(zhì)的入射角判斷向量和波矢量判斷向量，并計(jì)算電磁波在分層介質(zhì)模型的入射深度。本公開(kāi)根據(jù)非均勻介質(zhì)中的電磁波全反射效應(yīng)，構(gòu)造了入射角判斷向量和波矢量判斷向量，將物理效應(yīng)引入計(jì)算方法，獲取的計(jì)算結(jié)果更加符合實(shí)際，尤其是在數(shù)據(jù)網(wǎng)格稀疏以及電磁波掠入射情況下，提供了一種穩(wěn)健、準(zhǔn)確的反射系數(shù)計(jì)算方法。

技術(shù)領(lǐng)域

本公開(kāi)涉及電磁波反射計(jì)算技術(shù)領(lǐng)域，尤其涉及一種電磁波反射系數(shù)的計(jì)算方法。

背景技術(shù)

飛行器以高超聲速在高空大氣層中飛行時(shí)，所產(chǎn)生的包覆飛行器的等離子鞘，會(huì)干擾和屏蔽雷達(dá)回波信號(hào)，導(dǎo)致信號(hào)幅度和相位發(fā)生畸變、多普勒譜異常展寬，增加了雷達(dá)探測(cè)的難度。

為了分析等離子鞘對(duì)雷達(dá)目標(biāo)探測(cè)的影響程度，需要通過(guò)計(jì)算等離子鞘的反射系數(shù)，以此來(lái)模擬仿真等離子鞘包覆下高超聲速飛行器的雷達(dá)回波信號(hào)。等離子鞘屬于非均勻時(shí)變帶電介質(zhì)，數(shù)據(jù)獲取困難且往往數(shù)據(jù)網(wǎng)格稀疏，這導(dǎo)致等離子鞘的反射系數(shù)計(jì)算需具有對(duì)數(shù)據(jù)的包容性。

傳播方程解析計(jì)算方法，是通過(guò)求解電磁波傳播的波動(dòng)方程從而獲得其傳播特性的計(jì)算方法。波動(dòng)方程則是由麥克斯韋方程組導(dǎo)出，用以描述電磁場(chǎng)波動(dòng)特征的微分方程組。由于解析法只能對(duì)電子密度分布呈典型數(shù)學(xué)特征的非均勻介質(zhì)應(yīng)用，隨著實(shí)際應(yīng)用研究的不斷深入，其局限性與日俱增。傳播方程解析計(jì)算方法僅適用于電子密度呈典型數(shù)學(xué)特征的非均勻介質(zhì)，不適應(yīng)實(shí)際應(yīng)用場(chǎng)景。

因此，有必要提供一種新的技術(shù)方案改善上述方案中存在的一個(gè)或者多個(gè)問(wèn)題。

需要說(shuō)明的是，在上述背景技術(shù)部分公開(kāi)的信息僅用于加強(qiáng)對(duì)本公開(kāi)的背景的理解，因此可以包括不構(gòu)成對(duì)本領(lǐng)域普通技術(shù)人員已知的現(xiàn)有技術(shù)的信息。

發(fā)明內(nèi)容

本公開(kāi)的目的在于提供一種電磁波反射系數(shù)的計(jì)算方法，進(jìn)而至少在一定程度上克服由于相關(guān)技術(shù)的限制和缺陷而導(dǎo)致的一個(gè)或者多個(gè)問(wèn)題。

根據(jù)本公開(kāi)實(shí)施例的提供的一種電磁波反射系數(shù)的計(jì)算方法，包括：

將非均勻介質(zhì)劃分為多層均勻介質(zhì)平板，并建立非均勻介質(zhì)的分層介質(zhì)模型，其中，所述分層介質(zhì)模型的每層參數(shù)包括：電子密度、碰撞頻率、本征波阻抗、厚度；

根據(jù)所述每層參數(shù)計(jì)算所述分層介質(zhì)模型中的電磁波折射角和波矢量；

基于每層所述均勻介質(zhì)的所述電磁波折射角和所述波矢量，構(gòu)造每層所述均勻介質(zhì)的入射角判斷向量和波矢量判斷向量，并計(jì)算電磁波在所述分層介質(zhì)模型的入射深度；

根據(jù)所述入射深度，得到總傳輸矩陣；

根據(jù)所述總傳輸矩陣計(jì)算所述電磁波的反射系數(shù)。

本公開(kāi)的實(shí)施例中，根據(jù)所述每層參數(shù)計(jì)算所述分層介質(zhì)模型中的電磁波折射角和波矢量的步驟中包括：

根據(jù)第i層所述均勻介質(zhì)的的電子密度，計(jì)算所述分層介質(zhì)模型的第i層所述均勻介質(zhì)的振蕩角頻率，其中，所述分層介質(zhì)模型的第i層所述均勻介質(zhì)的振蕩角頻率的計(jì)算公式為：

式中，i＝1,2,…,N，N表示所述分層介質(zhì)模型層數(shù)，e表示單位電荷，m_e表示電子質(zhì)量，ε₀表示真空介電常數(shù)，ω_p,i表示所述分層介質(zhì)模型的第i層均勻介質(zhì)的振蕩角頻率，n_e,i表示所述分層介質(zhì)模型的第i層均勻介質(zhì)的電子密度。

本公開(kāi)的實(shí)施例中，根據(jù)所述每層參數(shù)計(jì)算所述分層介質(zhì)模型中的電磁波折射角和波矢量的步驟中包括：