縫隙目標(biāo)電磁散射特性的研究

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1、摘要摘要現(xiàn)代戰(zhàn)爭，首先是電子高科技的對抗，而雷達(dá)探測和隱身技術(shù)，又是電子對抗最主要的領(lǐng)域之一。隱身技術(shù)是控制目標(biāo)的可觀測性和控制目標(biāo)特征信號的結(jié)合，作為現(xiàn)代武器增強自身突擊能力和保護(hù)自身的重要手段，其最根本的目的就是降低目標(biāo)的雷達(dá)散射截面(RCS)，其中被廣泛使用的兩種技術(shù)途徑為外形隱身設(shè)計和雷達(dá)吸波材料。當(dāng)前，隨著雷達(dá)散射截面減縮技術(shù)的不斷發(fā)展，目標(biāo)表面上各主要強散射源的影響已經(jīng)得到了有效的控制。目標(biāo)表面的不連續(xù)特征，即縫隙和臺階等弱散射源在目標(biāo)總體散射中占的比重越來越大。因此弱散射源的電磁散射特性已經(jīng)成為隱身技術(shù)研究的重要方向，研究其寬帶電磁散射特性對于目

2、標(biāo)整體的雷達(dá)散射截面預(yù)估和減縮具有十分重要的意義。矩量法作為一種數(shù)值精確解，其高效性和精確性已經(jīng)得到了充分的驗證。但是在處理高頻問題和具有精密結(jié)構(gòu)的縫隙時，對目標(biāo)剖分過密會導(dǎo)致稠密的阻抗矩陣，未知量增加，影響計算的效率。本文引入漸近波形估計（AWE）技術(shù)，通過應(yīng)用矩量法求得的給定頻率點的表面電流密度推得頻帶內(nèi)任意頻率點的電流分布，進(jìn)而計算出寬帶雷達(dá)散射截面。本文算例證明，采用矩量法結(jié)合漸近波形估計技術(shù)可以較為精確地預(yù)測一個頻帶內(nèi)目標(biāo)的電磁散射特性，大大提高了計算效率。本文首先介紹了目標(biāo)雷達(dá)散射截面的基本概念和意義，概括介紹了主要的電磁場數(shù)值算法和求解縫隙電磁散

3、射問題的數(shù)值方法。其次介紹了矩量法的基本概念及常用的基函數(shù)和權(quán)函數(shù)，分析了二維導(dǎo)體目標(biāo)在橫磁場和橫電場情況下的雷達(dá)散射截面，并給出了具體的算例。再次介紹了矩量法求解三維目標(biāo)表面電流分布與雷達(dá)散射截面的基本過程，分析了矩陣元素的快速計算和處理奇異點的方法，計算了在三維理想導(dǎo)電腔體上開不同縫隙時的寬帶雷達(dá)散射截面，得到了其變化規(guī)律。最后介紹了漸近波形估計技術(shù)的基本原理，計算了理想導(dǎo)電平板上開不同縫隙時的寬帶雷達(dá)散射截面，并與矩量法結(jié)果進(jìn)行了比較，吻合良好。本文系統(tǒng)研究了縫隙的寬帶電磁散射特性，對特殊的模型進(jìn)行了簡化，實現(xiàn)了精確高效的計算，為今后進(jìn)一步研究縫隙對目標(biāo)

4、整體散射的影響以及對縫隙目i安徽大學(xué)碩士論文：縫隙目標(biāo)的電磁散射特性研究標(biāo)的雷達(dá)散射截面進(jìn)行預(yù)估和減縮設(shè)計提供了重要的參考價值。關(guān)鍵詞：縫隙；矩量法；雷達(dá)散射截面；漸近波形估計；寬帶電磁散射iiABSTRACTABSTRACTModernwarfare,firstly,isabattleofhigh-techelectronics.Radardetectionandstealthtechnologyisoneofthemostimportantfieldsofelectroniccountermeasure.Stealthtechnologyisthecomb

5、inationofreducingtheobservabilityoftargetwithcontrollingthecharacteristicsignalsoftarget.Asanimportantapproachofstrengtheningattackingabilityofmodernweaponsandprotectingthemselves,themostultimategoalistoreducetheradarcrosssectionoftarget.Therearetwobasicapproacheswhicharewidelyused:

6、shapestealthdesignandradarmaterialswhichabsorbradarwave.Atpresent,withtheincreasingdevelopmentofRadarCrossSection(RCS)reductiontechniques,theinfluencesoftheprimaryscatteringsourcesonthesurfacesofobjectshavebeencontrolledeffectively.Thediscontinuouscharactersonthesurfaceofobjects,suc

7、hasslitsandsteps,haveamoreandmorebigproportionintotalscatteringofobjects.Soinvestigatingthescatteringcharacteristicsoffeeblesourceshasbeenimportantdirectionofstealthtechnologyandresearchonthewidebandelectromagneticscatteringcharacteristicsofthemhasagreatsignificanceforevaluatingthet

8、otalRCSoftargetandr