介质涂覆目标电磁散射特性计算与仿真

研究涂覆介质减小散射场优化问题,导体表面涂覆介质能有效吸收电磁波、减小目标本来的雷达散射截面(Radar Cross Section,RCS)。针对介质涂覆目标的散射基理分析及S仿真计算RCS缩减问题,研究了介质涂覆材料对目标电磁散射特性的影响,分析了涂覆材料的吸波原理,推导了关于表面积分方程的高阶矩量法,采用RWG基函数的选取与处理,建立复杂目标电磁计算模型。最后,根据研究复杂介质涂覆目标RCS的分析需要,用高阶矩量法仿真某型巡航导弹和高速飞行器涂覆介质时的双站散射特性,结果表明,上述方法能有效解决电大尺寸复杂介质涂覆目标的散射优化问题,为介质涂覆材料在导弹上的设计应用提供了依据。

多层介质涂覆腔体电磁散射特性的IBC/FEM分析

将 Leontovich阻抗边界条件 ( IBC)与矢量有限元法 ( EB- FEM)相结合对内壁涂覆多层介质开口腔体的电磁散射特性进行分析。将 IBC和腔体口面边界积分方程分别转化为第三类边界条件形式 ,从而导出边值问题的相应泛函。表面输入阻抗通过广义反射系数得到 ,计入了介质内部电磁波的多次反射 ,提高了 IBC/ FEM混合法的精度。数值结果表明这种 IBC/

多层介质涂覆结构的高阶张量阻抗边界条件

对于多层复杂介质涂敷的导体表面 ,用谱域法给出介质与空气界面处的谱域精确阻抗表达式 ,对将其变换至空域任意阶阻抗边界条件的方法的可行性进行分析 ,并引入优化方法 ,成功地得到空域任意阶张量阻抗边界条件。通过算例说明 ,对于多层复杂介质涂敷、低反差介质涂敷以及厚涂敷的情形 ,采用优化方法导出任意阶阻抗边界条件简单、可行。

各向异性介质涂覆PEC平板的反射场分析

利用射线级数法分析各向异性介质涂覆PEC平板反射场。该分析引入Chew使用的状态向量来表征场,利用传输矩阵表征各向异性涂覆层中的电磁波经过了一次下行路径和上行路径之后幅值和相位产生的变化。将涂覆层表面总场表示成一个射线级数。每项级数分别判定成入射场、单次反射场及n次反射场,并通过涂覆层顶层和底层表面上的边界条件进行约束。从实际应用的角度考虑,对n次反射场之和的贡献选取截断次数,并验证了截断次数选取的合理性。文中的算例和分析说明了射线级数法的有效性及所得反射场的合理性。

介质涂覆位置对双S弯排气系统电磁散射特性影响研究

尾喷管作为飞行器后向强散射源之一,可通过特殊结构设计和介质涂覆缩减其雷达散射截面(RCS).本文采用迭代物理光学法和阻抗边界条件的混合计算模型,研究了6种涂覆方案和不涂覆时双S弯排气系统的电磁散射特性,采用所提出的射线行程追踪方法提高了几何消隐计算效率,利用前后向迭代方法加速收敛并采用open MP和MPI并行技术缩短计算时间,获得了在X波段下7种模型的RCS随探测角度的变化规律.研究结果表明,介质涂覆能够有效抑制双S弯排气系统的RCS;合理的介质涂覆方案不仅具有明显的抑制效果,同时又具有经济性好、重量轻及涂覆方便等优势;相比全涂覆方案,仅在喷管出口附近涂覆的方案,可减少73.6%的涂覆材料,且其RCS的最大增幅不超过15.6%,相比未涂覆方案,RCS至少降低18.5%.同时所开发的计算程序可用于任意腔体电磁散射特性的计算,可为带介质涂覆腔体试验提供技术支撑.

任意截面形状电大尺寸涂覆介质导体柱电磁散射特性的分析

本文借助不变性测试方程（ＭＥＩ）这一新概念，成功地计算了任意截面形状电大尺寸涂覆介质导体柱的电磁散射特性．在截断边界上采用（ＭＥＩ），使得截断边界十分接近散射体表面，从而使占用计算机内存大大减少，同时与矩量法相比，还显著缩短了计算时间．本文在微机上计算的是电大尺寸柱体周长达１２０个波长，是一般方法无法比拟的．

用MEI方法计算电大尺寸非均匀各向异性涂覆媒质导体柱

本文运用有限差分技术,构造出非均匀各向异性媒质曲边网格的五点差分方程,借助不变性测试方程(MEI)这一新概念,成功地计算了电大尺寸任意厚度涂覆媒质的导体柱的RCS特性.在截断边界上采用MEI方程,使得截断边界十分接近散射体表面,从而使计算占用计算机的内存大大减少,同时与矩量法相比,还显著缩短了计算时间,本文在微机上计算的电大尺寸柱体周长达120个波长,是一般方法无法比拟的.

介质覆盖曲表面上的行波效应

文中运用积分方程法，并结合矩量法，研究涂覆介质时涂覆介质对细长光滑理想导电曲表面上行波散射的抑制作用，并得到涂覆介质电磁参数及涂覆厚度变化时对行波散射抑制效果的变化规律．

涂覆回旋介质的导体圆柱对高斯波束的电磁散射特性

采用角谱积分法求解了涂覆回旋介质的导体圆柱对高斯波束的电磁散射问题。将回旋介质涂层内的透射波表达为角谱函数在圆周上的积分表达式,并利用边界条件采用矩阵和向量形式,最终将透射波和散射波的待定系数求出。通过数值仿真可以得出,圆柱散射体对高斯波束的电磁特性,与回旋介质参量,涂覆层厚度,散射体的电尺寸等等都有关联。

正脉冲电压下水中流注放电特性的研究

采用介质涂覆的球-板电极结构,研究了不同电导率、气压和脉冲电压幅值条件下水中流注放电的特性.结果表明,水的电导率和脉冲电压幅值对水中流注速度、图像亮度等有较大影响.不同电导率条件下,气压由0.1 MPa降至0.0065 MPa对水中超音速流注发展平均速度并无明显影响.在低气压时,纯净水中间隙为10%击穿电压(U10)降低,约为一个大气压条件下的80%,而在高电导率的水中,U10几乎不受气压影响.由放电图像和放电电流波形分析可知,在低电导率的水中,流注发展是不连续的分步发展,在每一步的发展中形成一个或多个微小的气泡.

水中脉冲放电产生过氧化氢及其影响因素

采用介质涂覆的球-筒电极结构,用以脉冲电压条件下在水中产生放电,通过比色法检测放电产生的过氧化氢,研究了不同电压脉冲幅值、脉冲宽度(储能电容的大小)、水的电导率以及脉冲频率对过氧化氢产生速率的影响,实验结果表明过氧化氢的产率随电压脉冲幅值的增大而增大。当电压脉冲幅值足够高时,水中放电由流注放电形式转换为电弧放电形式,此时过氧化氢产率也大幅提高,而在相同电压条件下,随水的电导率的增大,过氧化氢的产率减小。在相同电压下,脉冲频率的增大,导致放电平均功率增大,水中放电产生过氧化氢的浓度提高。在3.3 W功率时,120 min后水中过氧化氢浓度达到0.2 mmol/L,从而证明了所用电极结构的优越性。

粗糙表面涂覆目标的太赫兹波散射特性研究

对具有涂覆层目标的太赫兹波段粗糙表面的散射特性进行了研究.考虑到表面粗糙度的影响,可先对反射系数进行修正,再利用反射系数对等效电磁流进行修正,得到粗糙涂覆表面的等效电磁流,然后在物理光学方程的基础上得到粗糙表面涂覆目标的雷达散射截面;最后进行图形电磁学可视化计算,并采用Visual C++对模型进行Open GL显示,提取像素面元的有效信息对所得理论进行了仿真分析,研究了不同入射角度、不同频率、不同介质、不同粗糙度和不同涂层厚度下的太赫兹波电磁散射特性,得到了一些有参考价值的结论.