【摘要】：目標(biāo)的電磁散射特性的研究在微波遙感、雷達(dá)制導(dǎo)與截獲、目標(biāo)隱身與識(shí)別以及目標(biāo)特征提取等方面都具有重要的理論意義和廣泛的應(yīng)用前景。但存在部分散射問(wèn)題利用常規(guī)的求解思路會(huì)遇到很大的困難,針對(duì)這類問(wèn)題本文在電磁上保證等效性的情況下對(duì)問(wèn)題進(jìn)行等效轉(zhuǎn)化進(jìn)而求解。以該思路研究了三個(gè)子課題。針對(duì)電大、平面型的目標(biāo)的電磁防護(hù),提出目標(biāo)與環(huán)境電磁趨同設(shè)計(jì)的思路,通過(guò)改變目標(biāo)的散射特性達(dá)到和周邊環(huán)境的散射特性相近從而減少被電磁識(shí)別實(shí)現(xiàn)目標(biāo)的防護(hù)。由于電大、平面型目標(biāo)的電磁散射特性主要跟其反射系數(shù)有關(guān),故可以將目標(biāo)和周邊環(huán)境(光滑、平整、電大特點(diǎn))電磁趨同設(shè)計(jì)轉(zhuǎn)化到兩者反射系數(shù)一致的設(shè)計(jì)上。以航母甲板、公路為例,通過(guò)在其表面涂覆介質(zhì)材料來(lái)實(shí)現(xiàn)反射系數(shù)的改變。利用遺傳算法,通過(guò)以反射系數(shù)作為優(yōu)化的目標(biāo)函數(shù),搜尋最優(yōu)涂覆材料,并在不同的角度、極化、帶寬下對(duì)涂覆于目標(biāo)上后的反射系數(shù)和周邊環(huán)境反射系數(shù)的趨同效果進(jìn)行驗(yàn)證,取得了比較好的效果。對(duì)于半空間下目標(biāo)的散射利用半空間格林函數(shù)進(jìn)行求解,會(huì)涉及到Sommerfeld積分,而該積分高震蕩、慢衰減、積分無(wú)窮,積分附近的奇異性的特點(diǎn),一直是計(jì)算的難點(diǎn)。為了避免Sommerfeld積分的計(jì)算,本文通過(guò)等效建模將半空間問(wèn)題轉(zhuǎn)化為自由空間問(wèn)題。首先通過(guò)在理論上證明了具有和半空間相同反射系數(shù)的涂覆PEC平板在上半空和半空間的上半空間是等效的,利用該結(jié)論,通過(guò)涂覆PEC平板替代半空間下的介質(zhì)從而構(gòu)造新的等效模型,然后通過(guò)對(duì)分界面合理有效的截?cái)?實(shí)現(xiàn)將半空間無(wú)限大問(wèn)題轉(zhuǎn)化為自由空間的有限大目標(biāo)計(jì)算,并利用自由空間的格林函數(shù)建立積分方程求解半空間問(wèn)題,規(guī)避了Sommerfeld積分的計(jì)算。最后通過(guò)數(shù)值實(shí)例驗(yàn)證本文提出的模型正確性同時(shí)對(duì)比利用介質(zhì)復(fù)合模型方法在計(jì)算金屬目標(biāo)時(shí)效率更高。對(duì)于有耗電磁系統(tǒng)利用縮比理論時(shí)會(huì)遇到電磁相似的第二不相容性(有耗介質(zhì)色散的緣故)而使有耗系統(tǒng)的縮比理論無(wú)法在工程上應(yīng)用。本文針對(duì)涂覆PEC目標(biāo),提出利用已有的涂覆材料構(gòu)造與模型相同的表面阻抗的方案解決該問(wèn)題。對(duì)于滿足可用阻抗邊界條件的涂覆PEC目標(biāo),證明幾何模型一樣的具有相同表面阻抗的兩目標(biāo)散射特性一致。并以此構(gòu)造所需要縮比模型的替代模型,而滿足表面阻抗一致可以利用已有的介質(zhì)組合的材料來(lái)實(shí)現(xiàn)。這樣可在工程上實(shí)現(xiàn)的替代模型和原型同樣存在一般的縮比關(guān)系。也就是說(shuō),對(duì)于涂覆PEC目標(biāo),通過(guò)滿足表面阻抗一致克服了第二不相容性,使得縮比關(guān)系可以在該情況下運(yùn)用。對(duì)于由有耗介質(zhì)組成的下半空間的半空間環(huán)境下目標(biāo)散射的縮比測(cè)量的情況,對(duì)于下半空間介質(zhì)參數(shù)相對(duì)較大的情況,本文利用一塊等效阻抗與下半空間介質(zhì)的阻抗一致涂覆PEC平板替代下半空間,這不僅解決了第二不相容性的問(wèn)題,同時(shí)這大大簡(jiǎn)化了模擬外部環(huán)境的難度。實(shí)現(xiàn)在有耗半空間下有效、方便的利用一般縮比關(guān)系研究目標(biāo)的散射問(wèn)題。
【學(xué)位授予單位】：電子科技大學(xué)
【學(xué)位級(jí)別】：碩士
【學(xué)位授予年份】：2018
【分類號(hào)】：TN011

【參考文獻(xiàn)】

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本文編號(hào)：2777976