复杂目标散射近区RCS特性预估的研究

本文运用物理光学法（PO）和等效电磁流法（EMC）分析和计算了平板、多面体及某船体等复杂目标的近区单站RCS。作为例子，文中给出了一些目标的“近区”和“远区”单站RCS的比较。数值结果表明：目标“近区”和“远区”的单站RCS特性存在差异，而且这种差异随着目标形体复杂程度的增加而增加，其近区单站RCS特性亦变得复杂起来。该结果可为军用目标近区RCS的预估、雷达截面的减缩、隐身与反隐身、对抗与反对抗、目标别识、目标散射特性的缩比研究和远近场变换等相关的电磁工程技术实验和理论研究提供一定的理论依据。

靶弹雷达截面(RCS)估算

应用物理光学法 PO、等效边缘电磁流法 EEC 等高频 RCS 分析方法,计算靶弹各散射中心的 RCS。考虑靶弹各个部分散射场间的相对相位关系,计算靶弹 RCS。计算结果与测试数据对比,可以满足工程计算与分析的需要。

基于通用CAD几何模型的复杂目标RCS计算

目前复杂目标的建模方法,一般使用自开发的专用程序分解或是部件分解法,这些方法改动繁琐、不通用、计算误差大。为此提出了使用通用计算机辅助设计软件(CAD)建立几何模型和网格划分,最终通过模型转换程序将目标的网格面元数据传递给RCS计算程序。重点研究了复杂目标的通用几何建模、电磁建模和模型转换的方法,以及适合实际工程应用的计算方法。通过仿真和实测数据的比对,该方法适用任意复杂目标RCS计算,具有较高计算精度和效率。

涂覆吸波材料飞行器机翼的RCS计算

本文首先研究了半平面阻抗劈在平面波斜入射下的广义Ｍａｌｉｕｚｈｉｎｅｔｓ电磁散射解，然后把应用于理想导体劈的等效边缘电磁流（ＥＥＣ）概念推广应用到涂覆吸波材料的阻抗劈上，由阻抗劈等边缘电磁流，计算了涂覆吸波材料的机翼的雷达散射截面（ＲＣＳ），并对所得结果进行了比较和验证。本方法特别适合大电尺寸目标的ＲＣＳ计算。

修正劈表示的边缘等效电磁流的改进及在电磁散射中的应用

本文介绍了修正劈的概念和用其表示的等效边缘电磁流（EEC）公式，并应用它们计算了圆盘双站雷达散射截面（RCS）；提出一种确定修正劈方向的法则，这种法则是根据几何绕射理论（GTD）中有关参数的定义确定的，因而它不是经验的法则修正劈表示的EEC仅利用了经典的Keller锥上的绕射系数公式和修正努的概念就可得到任意入射和观察方向的EEC，它克服一般EEC在Keller锥外的方向上定义模糊的缺点数值结果不但表明本文提出确定修正劈方向的法则是正确的，而且表明修正劈表示的EEC有较高的精度和不存在任何虚假的奇异点的特点.

等效电磁流一般和高阶表达式及其在双站散射中的应用

本文根据等效电磁流方法的概念，导出了求解物理光学场、边缘绕射场和总场的等效电磁流的一般表达式，它们可退化到目前已存在的各种等效电磁流公式；并提出了一种最佳的计算物理光学场的等效电磁流公式．根据半平面非均匀性电流的精确表达式，导出了一阶、二阶和三阶等效边缘电磁流的表达式．最后用本文导出的公式计算了菱形板的双站散射截面，计算结果和实验结果吻合良好。

带中心锥航空发动机腔体电磁散射特性数值研究

为了研究中心锥顶角和电磁波入射方位改变对航空发动机腔体的电磁散射特性的影响,采用物理光学（P0）法和等效棱边电磁流（EEC）法,对带中心锥发动机腔体在C波段入射频率f=6 GHz下进行电磁散射计算.计算结果表明：在水平极化下入射角为4＆#176;～28＆#176;范围内,中心锥顶角30＆#176;的发动机腔体的雷达散射截面（RCS）值较小;由等效电流图上得到特定角度下发动机腔体散射强弱分布,为发动机腔体关键散射区域采取隐身措施以提高隐身性能提供参考.

基于PO和EEC的特征基函数快速构造方法

特征基函数的构造是特征基函数方法(characteristic basis function method,CBFM)的关键步骤之一,传统的CBF构造方法(construction of characteristic basis functions,CBFs)是在子区域上应用矩量法(methodof moment,MoM),因此需要消耗大量的计算时间。为降低构造过程的计算量,提高电大目标电磁散射的计算效率,提出了基于高频近似方法的特征基函数快速构造方法,针对边缘效应引入了等效边缘流(equivalent edge currents,EEC)修正,可以在保持算法通用性的同时显著提高包含边缘结构的目标散射计算精度。数值结果验证了方法的正确性及高效性。

球面收敛二元喷管电磁散射特性

采用迭代物理光学法和等效边缘电磁流法,对球面收敛二元喷管电磁散射特性进行研究.计算分析了该喷管电磁散射的构成及散射机理、散射场的空间分布特性、散射的频率特性,分别计算和对比分析了电磁波在俯仰平面和偏航平面入射时喷管在中间和最大两种状态下的电磁散射情况.研究表明该喷管在垂直极化下边缘绕射场对散射总场的贡献在大角度下体现.电磁波入射频率越高,该喷管后向散射越强烈,雷达散射截面分布对姿态角度越敏感.

不同出口形状S形喷管的RSC特性

采用超椭圆方法、面积变化规律及中心线变化规律设计了三种出口形状的S形喷管,结合等效边缘电磁流(EEC)法和迭代物理光学(IPO)法开发了计算程序;EEC法分析喷管出口边缘产生的绕射场对S形喷管的雷达散射截面(RCS)的贡献;IPO法分析S形喷管腔体产生的散射场对S形喷管RCS的贡献;通过对两种电磁场所产生的电磁波的矢量叠加计算S形喷管的总RCS;在此基础上,研究了3种不同出口形状的S形喷管的RCS特性.结果表明:出口形状对RCS影响较大;圆形出口是3种S形喷管中RCS最小的;相互错位的锯齿修型可有效减小喷管的RCS;喷管的S形结构设计使得全局探测角内总散射场的RCS不关于0°探测角对称,并使得最大RCS移向正探测角.

出口宽高比对S形二元收敛喷管雷达散射截面的影响

在S形二元收敛喷管进出口面积、偏心距、面积变化规律及中心线变化规律不变的条件下,采用自适应超椭圆方法设计不同出口宽高比的S形二元收敛喷管.基于迭代物理光学法与等效边缘电磁流法自主开发计算腔体部件雷达散射截面(RCS)的程序;然后通过文献中的实验数据验证了计算程序的准确性和可靠性.通过计算程序分别分析了水平、垂直两种极化方式下不同S形二元收敛喷管的边缘绕射场与总散射场的电磁散射特性.结果表明:在水平、垂直两种极化方式下,喷管出口宽高比的变化对S形二元收敛喷管边缘绕射场的RCS影响较小,不同出口宽高比的S形二元收敛喷管边缘绕射场的RCS相差不超过4dB.喷管出口宽高比的变化对总散射场的RCS影响较大;正探测角时,宽高比为1.5时,在大部分探测角范围内总散射场有较低的RCS;负探测角时,宽高比为3.5时有较低的RCS.