掠入射下舰船运动对本体雷达散射截面积概率密度的影响

[目的]航行运动产生的姿态变化会导致对自身雷达散射截面积(RCS)概率密度发生变化,因此有必要掌握舰船在各种运动工况时对掠入射下自身的RCS概率密度的影响程度。[方法]利用准静态的思路,构建水动力和电磁散射特性联合仿真模型及计算流程,选取掠入射下10 GHz连续波作为探测雷达波威胁,对不同统计时间、海况、航速、航向等参数下的舰船本体RCS概率分布进行对比和分析。[结果]结果表明,对数正态分布模型可较好地模拟船模静态RCS分布特性,统计时间大于250 s后动态RCS概率分布基本稳定;在低海况下及随浪或顶浪航行时动态RCS概率分布曲线存在“毛刺”现象。[结论]研究表明,航速对舰船RCS概率密度分布的影响可以忽略;浪向角对舰船RCS概率密度分布的影响在较高海况时才明显;海况增加使得RCS分布概率曲线越来越顺滑;统计时间对RCS概率密度分布的影响较大,需积累足够的数据进行试验或仿真才能准确掌握舰船RCS概率分布特性。

频率选择表面谐振特性在吸波材料中的应用

利用等效电路法(ECM)及时域有限差分(FDTD)算法分析了频率选择表面(FSS)在2.0～18.0GHz的传输特性,并进行自由空间法测试;同时对含FSS复合吸波材料进行了仿真分析与弓形法反射率测试。结果表明,利用FSS谐振特性与吸波材料吸收特性相互作用,反射率小于–10.0dB的合格带宽可达到7.2GHz(5.0～12.2GHz),有效展宽了反射率曲线的合格带宽,实现了吸波材料吸收性能的宽频化设计。

频率选择表面谐振特性在玻璃钢结构吸波材料中的应用研究

研究了频率选择表面（FSS）的谐振特性对玻璃钢（FRP）结构吸波材料吸波特性的补偿提高作用。为了提高FI冲在8～11GHz频段内的吸波特性，利用有限元法仿真设计了圆环孔径型以及双方环贴片型两种不同图形样式的FSS，并用自由空间法对其谐振特性进行了测试，最后利用FSS谐振特性对FRP在8～11GHz频段内的吸波特性进行了补偿优化．结果表明，利用FSS在对应频段内的谐振特性，能够将FRP在8～11GHz频段内的反射率全频段降至-lOdB以下，从而大幅度提高了FRP的雷达吸波特性。这为玻璃钢结构吸波材料的隐身化研究开辟了一条新的途径。

类电磁诱导透明效应的入射不敏感频率选择表面研究

基于微波频段内的类电磁诱导透明效应（MimicElectromagneticInducedTransparency,MEIT），设计了一种对入射电磁波不敏感的频率选择表面（FrequencySelectiveSurface，FSS）。对频率选择表面在不同入射角度（0°～80°）以及不同极化方式（TE、TM）下的透射、反射特性进行数值仿真；同时通过仿真频率选择表面的表面电流分布以及能流分布，分析了频率选择表面中类电磁诱导透明效应产生的物理机制。结果表明，类电磁诱导透明效应的非相干特性，使得设计的频率选择表面在所需频段内表现出极强的入射稳定性，对入射电磁波的入射角度以及极化方式均不敏感，在雷达天线罩领域具有潜在的应用价值。

嵌入分形频率选择表面的低频超薄吸波层的设计(英文)

研究了频率选择表面对超薄多层微波吸波体在低频(L和S频段)吸波性能的影响.分别采用硫化工艺和激光刻蚀方法制备出传统的微波吸收材料(MAM)——橡胶板和FSS层,然后利用它们合成多层微波吸波体(MMA)样品,在NRL弓形法测试系统中测量该样品的反射率.发现随着FSS层在传统吸波材料层中的引入,确实可以增强整个多层吸波体在低频段的吸波性能.实验结果显示,当两个FSS层在多层吸波体中适当排列时,可以在1 GHz得到一个–3.49 dB的反射率峰值,最大反射峰值可达–9.35 dB,这时的样品厚度是1.8 mm.本研究为吸波材料的吸波性能向低频段的拓展提供了一种有效的方法.

基于ISAR水面舰船高频区散射中心特征提取仿真研究

水面舰船在高频区呈现复杂散射特征,其散射中心是ISAR图像目标识别的重要特征。本文基于水面舰船目标的散射特点,构建具有代表性的水面舰船目标散射中心模型。首先采用传统射线追踪法(SBR)分析该目标的RCS变化趋势,明确散射亮点区域。通过选用基于图像的ISAR目标散射中心特征提取方法,实现高频区水面舰船目标散射中心确定及判别。通过与SBR方法定位的散射亮点对比,验证了本文提出的水面舰船ISAR散射中心特征提取方法适用于水面舰船散射特性研究。可用于指导同类目标的雷达波散射特征控制及信号检测。

片状FeCoZr合金吸收剂吸波性能的正交实验

采用气雾化和机械球磨结合的方法制备片状FeCoZr合金磁粉吸收剂,利用正交实验综合研究了球磨时间、吸收剂粒径和含量对吸波材料在2～18GHz内吸波性能的影响。结果表明:在设计范围内,各因素对吸波材料反射损耗的影响顺序从大到小为:球磨时间、粒径和质量分数;获得的最佳工艺条件:球磨时间为15h、吸收剂粒径小于48μm及其质量分数为75%,从而实现了对吸波材料性能的优化设计。

双波段频率选择表面复合材料的性能研究

以三阶正十字分行贴片旋转45°得到的图形为基本周期单元,设计了一种新型周期图案的频率选择表面(FSS)。将FSS和聚甲基丙烯酰亚胺泡沫复合制备得到双波段频选复合材料,通过对频率选择表面尺寸和泡沫厚度的设计,研究了其在1~18GHz内的电磁波插损。研究结果表明,当FSS厚为12μm,边界宽为30μm,两侧泡沫厚为5mm时,双波段频率选择超材料在特定的频段内电磁波插损的实验值和仿真值基本一致,即在2.5~3.5GHz及8.5~11GHz频段内,90%频点插损值小于0.9dB;随着电磁波入射角的偏移,带内插损值增大,有效带宽减小。

基于Kriging代理模型的舰船桅杆雷达隐身优化

为降低目标雷达隐身优化计算消耗,将Kriging代理模型与自适应遗传算法(AGA)相结合,构建基于代理模型的雷达波隐身优化快速计算方法.以典型舰船封闭式桅杆为雷达隐身优化对象,以评估角域内雷达散射截面积(RCS)均值为优化目标,在相同初始条件下,分别用AGA和AGA-Kriging方法进行100次重复优化计算.结果表明:AGA-Kriging对电磁散射特性计算次数降低56.81%,并保持良好准确性和稳定性;与初始方案相比,优化后舰船桅杆雷达散射截面积均值降低61%,证明了该方法的良好适用性.