本文關(guān)鍵詞：表面電磁缺陷散射建模及其RCS縮減研究

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【摘要】：未來軍用飛行器不僅要求良好的飛行性能,更要求在戰(zhàn)爭(zhēng)環(huán)境中具有良好的生存能力。飛行器的隱身能力直接關(guān)乎其生存力,而飛行器雷達(dá)散射截面積分析作為隱身技術(shù)領(lǐng)域中的重要基礎(chǔ)性研究,成為世界各國飛行器研究設(shè)計(jì)者們研究的重點(diǎn)課題。飛行器隱身技術(shù)的系統(tǒng)性研究已經(jīng)進(jìn)行了50多年,針對(duì)飛行器上強(qiáng)散射源的隱身設(shè)計(jì)已經(jīng)比較成熟,而相對(duì)散射強(qiáng)度較低的一些表面不連續(xù)所產(chǎn)生的弱散射結(jié)構(gòu)自然成為了隱身飛行器設(shè)計(jì)師關(guān)注的重點(diǎn)。數(shù)值建模方法相比于傳統(tǒng)試驗(yàn)方法,不受場(chǎng)地、設(shè)備及預(yù)算等條件限制。隨著電子計(jì)算機(jī)技術(shù)和電磁場(chǎng)快速數(shù)值方法的飛速發(fā)展,電磁建模方法因其高效,準(zhǔn)確的特點(diǎn)而被廣泛的采用。本文首先對(duì)用來計(jì)算電磁缺陷結(jié)構(gòu)數(shù)值建模問題的數(shù)值方法進(jìn)行介紹,重點(diǎn)研究了可加快積分方程方法離散出來的線性方程組求解速度的快速迭代器和高效預(yù)條件方法。針對(duì)常用的一種Krylov子空間方法——廣義最小余量法每次重啟后丟失大量阻抗矩陣信息的缺點(diǎn),通過保留重啟前Krylov子空間的特征向量信息并添加到下一次迭代循環(huán)過程中的方法加速了迭代過程。迭代計(jì)算過程中常采用預(yù)條件技術(shù)對(duì)阻抗矩陣進(jìn)行處理從而改善矩陣性態(tài),本文通過采用一種雙步預(yù)條件技術(shù),利用阻抗矩陣特征值信息,構(gòu)造特征譜預(yù)條件算子,再對(duì)給定預(yù)條件算子進(jìn)行優(yōu)化,提升了預(yù)條件算子的效果從而加快了迭代求解速度。隨后介紹了幾類飛行器表面廣泛分布的典型電磁缺陷結(jié)構(gòu)的散射機(jī)理,并利用上述改進(jìn)后的快速數(shù)值方法,對(duì)平板表面縫隙、臺(tái)階、孔洞結(jié)構(gòu)以及低散射體NASA杏仁核表面的縫隙結(jié)構(gòu)進(jìn)行建模仿真計(jì)算,研究了不同極化方式及不同觀察角度下,這些表面缺陷結(jié)構(gòu)對(duì)載體RCS(雷達(dá)散射截面積)的影響,發(fā)現(xiàn)在垂直極化、掠入射角度照射情況下電磁缺陷結(jié)構(gòu)明顯提高了載體RCS。最后通過一些常用的外形改變方法及材料填充技術(shù)對(duì)這幾類電磁缺陷結(jié)構(gòu)進(jìn)行處理從而縮減其重點(diǎn)觀察角度內(nèi)雷達(dá)散射截面積。結(jié)果可為飛行器隱身設(shè)計(jì)提供一些參考。
【關(guān)鍵詞】：表面電磁缺陷 雷達(dá)散射截面積 快速多極子 廣義最小余量法 雙步預(yù)條件
【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】：2016
【分類號(hào)】：V271.4;V218
【目錄】：

• 摘要5-6
• ABSTRACT6-9
• 第一章 緒論9-14
• 1.1 研究工作的背景與意義9-10
• 1.2 國內(nèi)外研究現(xiàn)狀與發(fā)展趨勢(shì)10-12
• 1.3 本文的研究內(nèi)容和貢獻(xiàn)12
• 1.4 本論文的結(jié)構(gòu)安排12-14
• 第二章 電磁缺陷結(jié)構(gòu)數(shù)值分析方法14-23
• 2.1 矩量法簡介14-15
• 2.2 多層快速多極子方法（MLFMA）15-18
• 2.3 線性方程組求解18-22
• 2.3.1 直接法和迭代解法簡介18-19
• 2.3.2 廣義最小余量法簡介19-21
• 2.3.3 預(yù)條件技術(shù)21-22
• 2.4 本章小結(jié)22-23
• 第三章 對(duì)缺陷結(jié)構(gòu)數(shù)值分析方法的改進(jìn)23-38
• 3.1 分析缺陷結(jié)構(gòu)數(shù)值方法改進(jìn)思路23
• 3.2 緊縮重啟的廣義最小余量法GMRES-DR23-29
• 3.2.1 GMRES-DR基本思想23-25
• 3.2.2 GMRES-DR性能25-29
• 3.3 混合預(yù)條件技術(shù)29-36
• 3.3.1 稀疏近似逆預(yù)條件技術(shù)30-31
• 3.3.2 雙步混合預(yù)條件技術(shù)基本思想31-33
• 3.3.3 雙步混合預(yù)條件技術(shù)性能33-36
• 3.3.4 雙步混合預(yù)條件技術(shù)性能的影響因數(shù)36
• 3.4 本章小結(jié)36-38
• 第四章 幾類典型表面電磁缺陷結(jié)構(gòu)散射分析38-52
• 4.1 缺陷結(jié)構(gòu)散射機(jī)理分析38
• 4.2 表面縫隙結(jié)構(gòu)電磁散射特性研究38-45
• 4.2.1 平板表面縫隙電磁散射特性39-41
• 4.2.2 低散射體表面縫隙電磁散射特性41-43
• 4.2.3 平板表面多縫隙電磁散射特性43-45
• 4.3 臺(tái)階結(jié)構(gòu)電磁散射特性研究45-48
• 4.3.1 平板表面單臺(tái)階電磁散射特性45-47
• 4.3.2 平板表面多臺(tái)階電磁散射特性47-48
• 4.4 表面孔洞結(jié)構(gòu)電磁散射特性研究48-51
• 4.5 本章小結(jié)51-52
• 第五章 幾種典型表面電磁缺陷結(jié)構(gòu)RCS減縮技術(shù)52-63
• 5.1 RCS減縮基本策略簡介52
• 5.2 表面縫隙結(jié)構(gòu)RCS減縮52-59
• 5.2.1 平板表面縫隙斜置52-54
• 5.2.2 表面縫隙鋸齒化54-58
• 5.2.3 平板表面縫隙材料填充58-59
• 5.3 表面臺(tái)階結(jié)構(gòu)RCS減縮59-60
• 5.4 表面孔洞結(jié)構(gòu)RCS減縮60-62
• 5.5 本章小結(jié)62-63
• 結(jié)束語63-64
• 致謝64-65
• 參考文獻(xiàn)65-69
• 攻讀碩士學(xué)位期間取得的成果69-70

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