[發(fā)明專利]一種低散射載體外形構(gòu)建方法

在審

• 申請?zhí)枺?/td>: 202210873161.6
• 申請日: 2022-07-22
• 公開（公告）號: CN115099161A
• 公開（公告）日: 2022-09-23
• 發(fā)明（設(shè)計(jì)）人: 陶詩飛;張香月;操寶林;王昊;張海均;裴昌保;劉思行;劉紹堃;楊珍珍
• 申請（專利權(quán)）人: 南京理工大學(xué)
• 主分類號: G06F30/27
• 分類號: G06F30/27;G06F30/10;G06N3/12;G06F111/04;G06F111/06
• 代理公司: 南京理工大學(xué)專利中心 32203
• 代理人: 薛云燕

本發(fā)明公開了一種低散射載體外形構(gòu)建方法，該方法為：首先通過坐標(biāo)變換和曲線擬合技術(shù)，對待優(yōu)化載體結(jié)構(gòu)進(jìn)行預(yù)處理，得到由余弦指數(shù)函數(shù)構(gòu)成的封閉曲線；然后選擇封閉曲線的參數(shù)及其他尺寸作為設(shè)計(jì)變量，確定初始樣本方案并建立載體模型，進(jìn)行初始載體結(jié)構(gòu)的電磁仿真計(jì)算；最后建立代理模型并選擇多目標(biāo)優(yōu)化算法，獲取收斂的最優(yōu)解和最優(yōu)尺寸參數(shù)，使用最優(yōu)尺寸參數(shù)構(gòu)建載體模型，并在仿真軟件中進(jìn)行仿真驗(yàn)證。本發(fā)明實(shí)現(xiàn)了多個(gè)角域的低散射載體優(yōu)化設(shè)計(jì)，提高了載體優(yōu)化設(shè)計(jì)效率并節(jié)約了計(jì)算成本。

技術(shù)領(lǐng)域

本發(fā)明涉及雷達(dá)載體隱身設(shè)計(jì)技術(shù)領(lǐng)域，特別一種低散射載體外形構(gòu)建方法。

背景技術(shù)

由于飛行器隱身技術(shù)在近年來的幾次局部戰(zhàn)爭中發(fā)揮的重要作用，關(guān)于雷達(dá)散射截面積縮減技術(shù)的研究成為隱身技術(shù)研究領(lǐng)域的重點(diǎn)。飛行器隱身技術(shù)的目的是降低飛行器在戰(zhàn)爭環(huán)境中被雷達(dá)發(fā)現(xiàn)的概率，從而提高其在戰(zhàn)場上的生存能力。

雷達(dá)散射截面(Radar Cross Section，RCS)是隱身技術(shù)中需要考慮的核心指標(biāo)。在低RCS隱身飛行器的設(shè)計(jì)和制造的過程中，為了降低設(shè)計(jì)制造成本，需要對目標(biāo)進(jìn)行RCS測量。隱身測試在目標(biāo)特性和隱身技術(shù)研究中十分重要。現(xiàn)代RCS測量設(shè)施需要設(shè)計(jì)制造具有各種不同用途的低散射載體系統(tǒng)，因此低散射載體的設(shè)計(jì)技術(shù)在該研究領(lǐng)域內(nèi)具有重大的發(fā)展需求。但在實(shí)際應(yīng)用時(shí)，某些應(yīng)用場景待優(yōu)化的載體結(jié)構(gòu)不可更改，而且結(jié)構(gòu)幾何解析函數(shù)未知，這給傳統(tǒng)的自主載體設(shè)計(jì)和優(yōu)化帶來了極大困難。

因此，亟需對現(xiàn)有低散射載體技術(shù)進(jìn)行改進(jìn)，以解決載體多角域的RCS很難同時(shí)優(yōu)化且難以權(quán)衡的問題。

發(fā)明內(nèi)容

本發(fā)明的目的在于提供一種能夠?qū)崿F(xiàn)多角域的低散射載體優(yōu)化、計(jì)算效率高、計(jì)算成本低的載體外形構(gòu)建方法。

實(shí)現(xiàn)本發(fā)明目的的技術(shù)解決方案為：一種低散射載體外形構(gòu)建方法，包括以下步驟：

步驟1、通過坐標(biāo)變換和曲線擬合技術(shù)，對待優(yōu)化載體結(jié)構(gòu)進(jìn)行預(yù)處理，得到由余弦指數(shù)函數(shù)構(gòu)成的封閉曲線；

步驟2、選擇封閉曲線的參數(shù)及其他尺寸作為設(shè)計(jì)變量，確定初始樣本方案并建立載體模型，進(jìn)行初始載體結(jié)構(gòu)的電磁仿真計(jì)算；

步驟3、建立代理模型并選擇多目標(biāo)優(yōu)化算法，獲取收斂的最優(yōu)解和最優(yōu)尺寸參數(shù)，使用最優(yōu)尺寸參數(shù)構(gòu)建載體模型，并在仿真軟件中進(jìn)行仿真驗(yàn)證。

進(jìn)一步地，步驟1所述的通過坐標(biāo)變換和曲線擬合技術(shù)，對待優(yōu)化載體結(jié)構(gòu)進(jìn)行預(yù)處理，得到由余弦指數(shù)函數(shù)構(gòu)成的封閉曲線，具體如下：

步驟1.1、在圖形處理軟件中對待優(yōu)化載體結(jié)構(gòu)進(jìn)行坐標(biāo)變換，使得結(jié)構(gòu)邊界面處于標(biāo)準(zhǔn)坐標(biāo)平面上；

步驟1.2、在步驟1.1得到的邊界面上提取多個(gè)點(diǎn)，并輸出點(diǎn)數(shù)據(jù)文件；

步驟1.3、確定擬合精度和擬合原則，利用擬合技術(shù)將步驟1.2提取的點(diǎn)擬合成余弦指數(shù)曲線；

步驟1.4、對步驟1.3得到的余弦指數(shù)曲線進(jìn)行修補(bǔ)，得到由余弦指數(shù)函數(shù)構(gòu)成的封閉曲線；

步驟1.5、通過變形方法將封閉曲線張成三維幾何體，結(jié)合步驟1.4的封閉曲線，確定可修改的參數(shù)，作為設(shè)計(jì)變量。

進(jìn)一步地，步驟2所述的選擇封閉曲線的參數(shù)及其他尺寸作為設(shè)計(jì)變量，確定初始樣本方案并建立載體模型，進(jìn)行初始載體結(jié)構(gòu)的電磁仿真計(jì)算，具體如下：

步驟2.1、根據(jù)工程對載體外形指標(biāo)的要求，確定步驟1.5的設(shè)計(jì)變量取值范圍，利用采樣技術(shù)在設(shè)計(jì)空間中進(jìn)行均勻采樣，得到初始樣本方案；

步驟2.2、采用步驟2.1的初始樣本方案，確定初始參數(shù)，利用接口工具箱構(gòu)建初始載體結(jié)構(gòu)，并進(jìn)行RCS仿真計(jì)算；