雷达目标近场电磁散射计算研究

admin · 发表于 2022-5-23 20:32:50

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电磁散射计算是研究雷达目标电磁散射特征的重要手段之一。由于受到球面波波前、部分照亮、天线方向性函数调制等因素的影响，目标近场与远场电磁散射特性存在较大差异。研究雷达目标的近场电磁散射计算题目，对于雷达导引头、引信等一类军事应用具有重要的理论意义和实用价值。本文围绕实际工程应用中所关注的近远场雷达散射截面（RCS）和雷达目标角闪烁的计算题目开展研究，主要工作和贡献如下：（1）在目标近场电磁散射计算中引入“独立电磁波传播矢量（DWPV）”的概念，将由远场条件推导得出的高频方法修正为适用于电大尺寸目标近场电磁散射计算的近场高频方法，通过理论分析和具体算例，验证了基于DWPV概念的近场散射计算高频方法的正确性和有效性。（2）提出了一种描述弹目交会过程中目标近场电磁散射特性随交会位置变化的方法。该方法通过生成不同交会时刻的目标近场二维（2-D）逆合成孔径雷达（ISAR）像序列；经由图像配准，合成一幅包含所有交会过程中“曾经出现”散射中心幅度和相位信息的目标近场2-D ISAR合成像。这种目标近场高分辨雷达像序列与合成像一起，为利用典型散射体复现复杂目标近场电磁散射特征随弹目相对位置的变化提供了重要的设计依据。（3）将基于平面片的迭代物理光学（IPO）法推广到曲面片上，发展了基于曲面片的迭代物理光学（CIPO）法。利用CIPO方法分析了薄层天线罩和罩内散射体之间的电磁耦合作用。利用完全基于场流转换迭代推进的分段曲迭代物理光学（S-CIPO）法，计算了电大尺寸S形深腔体的电磁散射，并分别利用广义互易积分（GRI）和快速远场近似（FaFFA）算法，对S-CIPO方法进行了加速。研究表明：同基于三角面片的IPO方法相比，CIPO方法对于表面曲率较大的目标可获得更高的计算速度和精度。（4）将基于自适应交叉近似（ACA）算法加速的矩量法（MoM）与角闪烁计算公式相结合，推导出基于RWG基函数的任意形状三维目标近远场角闪烁计算公式，并用于完纯导体（PEC）目标近远场、单双站以及宽带角闪烁的计算。给出了基于高分辨距离像（HRRP）角闪烁的计算方法，即研究每个距离分辨单元内，角闪烁值的大小。结合具体算例，阐述了该物理量可能的工程应用价值。

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