功能可恢复RCS混合框架结构研究进展

钢筋混凝土柱-钢梁(RCS)混合框架结构以其结合了混凝土优异的抗压性能及钢材优异的抗弯性能而受到广泛关注,而可恢复功能结构以其震后快速恢复使用功能的能力,也成为地震工程界研究的新热点。功能可恢复RCS混合框架结构可以在弯矩较大的梁端和柱脚部位设置可更换构件,实现结构的功能可恢复能力。文中简述了近年来功能可恢复RCS混合框架结构研究进展,重点关注各类型功能可恢复钢梁、功能可恢复摇摆柱脚的构造研究,介绍了功能可恢复RCS混合框架结构性能分析研究进展。最后,对功能可恢复RCS混合框架结构仍需深入研究的问题进行了展望。

脓毒症患者网膜素-1与预后的潜在关联:基于RCS及阈值效应分析

目的 探究脓毒症患者网膜素-1(omentin-1)与炎症标志物的相关性及对预后的影响。方法 选取2021年1月至2023年8月深圳市龙华区中心医院收治的脓毒症患者198例为研究对象,根据28 d预后情况分为存活组和死亡组。比较两组一般资料及网膜素-1、C-反应蛋白(CRP)及降钙素原(PCT)水平;Spearman相关性分析网膜素-1与CRP和PCT的相关性;Logistic回归分析脓毒症预后的影响因素;采用限制性立方样条(RCS)及阈值效应分析网膜素-1与脓毒症预后的关系。结果 198例脓毒症患者28 d存活145例(73.23%),死亡53例(26.77%)。死亡组患者CRP、PCT及网膜素-1水平高于存活组(P<0.05)。Spearman相关性分析显示,脓毒症患者网膜素-1与CRP和PCT均呈正相关(r=0.164、0.162,P<0.05)。Logistic回归分析显示,APACHEⅡ评分(OR 1.286,95%CI1.052~1.573)、SOFA评分(OR 2.731,95%CI1.530~4.874)、CRP(OR 1.053,95%CI1.012~1.096)、PCT(OR 6.187,95%CI2.553~14.996)及网膜素-1(OR 1.007,95%CI1.002~1.012)是脓毒症患者预后的影响因素(P<0.05)。RCS分析显示,网膜素-1与脓毒症预后存在非线性关系(P<0.001);阈值效应显示,网膜素-1影响脓毒症预后的折点为457.81 ng/mL,网膜素-1≥457.81 ng/mL患者死亡的概率随网膜素-1的升高而增加(OR 1.017,95%CI1.012~1.021,P<0.05),网膜素-1<457.81 ng/mL患者死亡的概率随网膜素-1的升高而降低(OR 0.989,95%CI0.985~0.994,P<0.05)。结论 脓毒症患者网膜素-1与CRP、PCT及预后相关,网膜素-1≥457.81 ng/mL患者死亡的危险性随网膜素-1的升高而增加。

基于对消超表面的角反射器宽带RCS减缩设计

角反射器结构对入射电磁波有很强的反射能力,装备平台上一些不可避免的角结构会导致较大的雷达散射截面(radar cross section,RCS),不利于装备隐身和生存.为实现角反射器结构的隐身设计,本文提出一种基于相位对消超表面的二面角反射器(dihedral corner reflector,DCR)的单站RCS减缩方法.论文首先分析了采用相位对消超表面实现DCR RCS减缩的基本原理,然后设计了两种超表面单元,反射相位差180°±37°的相位对消频带为7.6~17.6 GHz.两种超表面单元交错排布组成棋盘结构的相位对消超表面,能够减小宽带范围内平面结构的镜像方向双站RCS.用相位对消超表面替换DCR其中的一个侧面,在不改变反射器外形条件下,在整个X和Ku波段单站RCS实现了减缩,最大RCS减缩达到29.5 dB.仿真分析和测试结果均验证了采用相位对消超表面实现对DCR宽带RCS减缩的有效性.

舰船目标RCS动态测量数据角度修正方法

RCS动态测量可以获得真实环境中目标的RCS,是目标与环境特性研究的重要手段之一。针对舰船目标RCS动态测量中因目标姿态和位置不断变化造成RCS测试数据与目标测试角度无法直接对应的问题,提出了角度内均值和数据角度求取两种测试数据角度修正方法。两种方法将组合导航数据通过坐标系转换和角度计算获得测试角度的时间序列,与RCS测试数据时间序列综合处理,得到测试数据与角度之间的对应关系,支撑舰船目标RCS缩减、特征模拟等研究。通过试验验证了提出方法的有效性和正确性。

RCS测量中聚苯乙烯泡沫支架的电磁散射特性研究

聚苯乙烯泡沫(Expanded PolyStyrene,EPS)支架的电磁散射特性是雷达散射截面(Radar Cross Section,RCS)测量系统性能的关键,直接决定雷达隐身测试精度.针对6种常用EPS支架构型,本文通过建立EPS材料介电参数模型与支架三维模型,开展介质实体建模与电磁仿真研究,并利用RCS测试场进行实验验证,分别对EPS支架的单站/双站、点频/扫频、频域/时域等方面的电磁散射特性进行了深入细致的分析,提出了双菱形锥柱长轴共线与短轴共线相结合的方案,有效改进背景性能.仿真与实测表明,双菱形锥柱构型适用于典型空中目标支撑,尤其可在较大双站角范围内实现-55 dBsm以下的极低散射背景,能够保障隐身目标单/双站测试的背景需求;EPS支架单站RCS对极化特性不敏感,而其双站散射的水平极化明显低于垂直极化.此外,低频段扫频特性起伏振荡达30 dB以上,振荡峰值频率与支架尺寸、位置满足干涉规律.故通过支架设计可使特定频点处于振荡谷值,从而优化低散射背景.本文为RCS测量极低散射背景设计提供了思路及指导.

人工等离子体云团与无人机群的散射研究

电离层中释放的金属蒸气产生人工等离子体云团,其可显著改变无线电波传播。本文利用几何绕射理论(geometrical theory of diffraction, GTD)和有限元法(finite element method, FEM)相结合的方法,给出了经由天线、人工等离子云团和无人机(unmanned aerial vehicle, UAV)群组成的传播链路中信号强度计算方法。利用30~70 MHz甚高频(very high frequency, VHF)信号研究人工等离子体云团与UAV群的复合散射特性,得出如下结论:接收功率随着信号频率增加呈下降趋势;当机群由N架UAV构成时,阵因子迭加使机群雷达散射截面(radar cross section, RCS)出现一定的起伏,同相迭加时,接收功率可比单个UAV高约20lg N dB;利用人工等离子体云团散射可实现VHF频段用于对米级尺度RCS目标进行超视距探测,有助于解决紧急情况下电离层扰动对高频探测的不利影响。

基于面元边缘法的直升机RCS计算与分析

针对直升机的雷达散射截面(Radar cross section,RCS)的计算特点,将物理光学法和等效电磁流法相结合,建立了一套基于"面元-边缘"的分析方法。在该方法中,首先对复杂目标(如直升机)进行几何建模和网格划分,然后通过转换程序,获取目标的拓扑结构数据文件;其次在考虑遮挡影响下,分别进行目标表面散射场和边缘绕射场的计算;最后叠加获得总的散射场。在通过球板组合和某外形结构复杂的导弹算例验证本文分析方法有效性的基础上,对某直升机分别沿方位角、俯仰角和滚转角三个方向的RCS进行了计算和分析,并研究了挂架、导弹对直升机整体RCS的影响,获得了一些减缩直升机RCS的外形设计方案。

RCS测试中的低散射载体设计及仿真分析

在雷达散射截面(RCS)测试中,低散射载体的设计结果取决于被测目标的RCS量级;为进行细节性隐身设计,获得台阶与缝隙排除载体干扰后的RCS水平,提出一种在台阶与缝隙RCS测试中的低散射载体设计方法;采用多层快速多极子算法,对低散射载体相邻曲面连接方式、台阶与缝隙在载体上的位置、前缘尖削度、倒圆半径对散射特性的影响进行仿真分析;仿真计算结果表明,控制载体表面曲率的变化、加大前缘尖削度、减小拼接曲面倒圆半径能有效降低载体前向散射水平,由于载体曲面一侧的散射水平低于平面一侧散射水平,台阶与缝隙特征应位于曲面上;对RCS测试中低散射载体设计具有指导意义。

不同吸波涂层对三维复杂目标的RCS影响的分析

利用有限元-快速多极子算法(FEM-FMM)分析了三维复杂目标涂有不同吸波涂层的雷达散射截面(RCS)。以圆锥体为例,详细计算分析了涂敷有耗各向同性、正单轴各向异性、负单轴各向异性和纳米吸波材料4种典型吸波材料对目标电磁散射特性的影响,并首次讨论了每种吸波材料随不同涂层厚度对RCS的影响,得到了最佳隐身效果的吸波材料和涂层厚度的组合。结果表明,涂敷最佳吸波材料目标的后向RCS比目标没有吸波涂层时可以降低16. 6dB。

基于二维微波成像的共形天线RCS提取方法

二维微波成像技术是一种有效诊断雷达目标散射点强度和空间分布的手段。机载共形天线因与机体表面成为一体,常规测试手段难以确定其RCS贡献。基于二维微波成像技术,分离和提取出了装机状态下共形天线的反射率分布,通过二维空间像与二维空间谱之间的波谱变换获得了共形天线的二维空间谱信息,经过直角坐标域至极坐标域的插值获得了对应频率和角度的散射信息,再对定标球进行同样的处理,最终标定出共形天线的RCS贡献。实验结果表明了该技术的有效性。

飞机目标动态RCS仿真技术研究

针对飞行器目标在实际飞行过程中由于飞行姿态变化对目标电磁散射截面(radar cross section,RCS)的影响,提出了一种新的动态目标电磁散射建模方法.首先,对飞行器目标精确建模问题,提出了利用激光扫描方法对真实目标进行外形扫描,再通过逆向重构技术得到目标精确几何外形;然后利用实际飞行过程中测试数据,将获取的目标相对于雷达视向角信息代入仿真程序中,使用一体化电磁散射计算软件对一定航路上运动目标进行仿真计算,消除飞行姿态扰动对仿真数据的影响,使动态目标电磁散射建模更加符合实际飞行情况.仿真结果表明,本文方法可快速、准确获取飞机目标动态RCS仿真结果,具有很好的工程应用价值.

复杂目标的太赫兹波近场RCS快速计算

在太赫兹频段,散射目标大部分处于近场区域,远场计算方法已经不再适用,为此该文推导了近场雷达散射截面(RCS)的计算公式。针对太赫兹频段近场条件下,物理光学法(PO)由于面元数量巨大引起的遮挡判断耗时过长,以及图形电磁学(GRECO)以像素为计算单位计算误差过大的问题,该文提出一种以面元为计算单位,以像素为遮挡判断单位的复杂目标太赫兹波近场RCS的快速计算方法,该方法在保证计算精度的基础上,大大降低了遮挡判断的计算复杂度和时间。最后,以标准目标体平板、球体以及复杂目标体卫星在不同距离下的雷达散射截面的计算为例,验证了该方法的有效性和准确性。

动态桨叶RCS特性的实验研究

在微波暗室中测量了金属平板桨叶动态模型的高频雷达散射截面RCS(Ra-dar Cross Section),并通过快速傅立叶变换FFT(Fast Fourier Transform)得到相应的频谱图;详细分析了时域和频域RCS随桨叶片数、雷达波入射方向、入射频率、极化状态和桨叶转速等因素的变化.实验结果表明主要特征是时域RCS呈周期性起伏,频谱图因前行桨叶与后行桨叶散射有差别而不对称,且频谱宽度反映了多普勒效应.取得的结果与已有文献的计算分析一致,对直升机的探测和识别具有重要的参考价值.

无隔道进气道RCS特性实验研究

选定无隔道进气道口面参数,在不同的极化方式下对无隔道进气道及皮托式进气道进行了电磁散射特性实验研究.比较了2种进气道的雷达散射截面（RCS）,得到了各个口面参数对无隔道进气道RCS的影响规律.研究结果表明：无隔道进气道是1种低RCS进气道;鼓包相对来流附面层的高度略低于1.2时最好,唇罩锯齿角在120°～135°最佳,唇罩内切角在60°时较好,鼓包相对唇口的位置在0.7～0.8时较好.终端开口与转动风扇的比较表明,无隔道进气道的后向散射主要来源于外罩唇口的电磁波散射.

三维电大尺寸复杂群目标的单站RCS的快速多极子分析

用快速多极子算法 (FMM)和共轭梯度法 (CG)求解三维电大尺寸复杂群目标的电磁散射特性。对单站雷达散射截面 (RCS)的预估 ,更采用了物理光学电流近似和相位修正的继承迭代法两项措施进一步加快了求解过程。该方法具有节省内存 ,计算量小 ,迭代速度快且精确度高的特点 ,特别适于准确分析多个电大尺寸目标间的相互影响。

RCS组合节点的构造措施与破坏模式分析

钢筋混凝土柱-钢梁(RCS)组合节点受力复杂,不同的节点构造措施对其破坏模式和承载力影响显著。根据试验和数值模拟结果,分析了8种RCS节点构造措施的传力机理及其对节点承载力的贡献,并提出设计建议。分析了已有节点破坏模式的特征、受力机理、影响因素等;并根据国内外试验,提出了两种新的破坏模式:部分剪切破坏和节点-梁混合破坏。通过分析其破坏特征、发生条件、受力机理等,给出了承载力计算建议。研究成果为进一步建立RCS组合节点的受剪承载力公式提供依据。

低RCS飞行器表面弱散射源研究

飞行器表面不同宽度缝隙、不同高度台阶、不同结构形式对缝(主要包括横向对缝、锯齿对缝两种)等弱散射源对前方雷达截面(RCS)有着比较重要的影响,为了说明控制弱散射源的重要性,介绍了常规飞行器表面结构的缝隙、台阶等弱散射源的分布情况及特点,采用理论方法分析了缝隙的雷达后向散射强度,设计了低RCS载体和实验模型,开展了不同宽度缝隙、不同高度台阶、不同结构形式对缝的RCS实验。结果表明:减小缝隙宽度、台阶高度,采用锯齿缝隙代替直缝隙等方法,是控制隐身飞行器表面电磁缺陷的有效技术途径。

基于模糊逻辑的再入RCS控制方法

针对RLV(Reusable Launch Vehicle)的再入控制提出了一种基于模糊逻辑的RCS(Reaction Control System).详细分析了RCS控制特性,建立了基于效率系数以及继电特性的RCS模型,提出了一种基于Mamdani模型的模糊逻辑三通道RCS控制器,该控制器利用专家控制经验,根据姿态角及角速率的偏差,产生不同的RCS控制指令输出给三通道对飞行器进行姿态控制.通过六自由度非线性仿真,验证了该控制系统与PID(Proportional-Integral-D ifferential)控制器相比具有更好的跟踪性能,且RCS的控制输出效率也更高.

可重复使用运载器RCS修正脉冲调宽算法研究

主要结合可重复使用运载器的特殊工作环境、任务需求和实际的工程硬件的可实现性提出了修正脉冲调宽RCS系统指令处理逻辑,使用具有离散性能的推力器对控制律给出的线性变化控制量进行近似拟和,与常规的基于死区的处理方法相比较,既保证了姿态控制系统对指令姿态的跟踪能力,稳定性能达到期望要求,同时姿态角速度和角度的振荡频率降低到1Hz以下,RCS系统燃料消耗降低57%,也不会对推力器性能产生苛刻的要求。最终的仿真结果验证了该方法的有效性和适用条件。

基于并行MLFMA的SAR舰船目标RCS计算

为提高合成孔径雷达(SAR)图像仿真效果,针对SAR图像中舰船目标雷达散射截面(RCS)计算的精度和效率问题,在利用几何建模方法构建三维舰船模型的基础上,采用并行多层快速多极子算法(MLFMA)计算了舰船目标RCS并分析了该算法的并行加速比。仿真实验表明,并行MLFMA算法适用于高频范围内较大尺寸舰船目标RCS的计算,比物理光学法(PO)和物理光学与矩量混合算法(PO-MOM)具有更高的计算精度且并行方案能明显提高求解目标RCS的效率。