本文關(guān)鍵詞：基于加速SBR的電大尺寸目標(biāo)RCS快速預(yù)估

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【摘要】：目標(biāo)雷達(dá)散射截面(RCS)的快速預(yù)估一直是計(jì)算電磁學(xué)研究的重點(diǎn)課題。對(duì)于電大尺寸目標(biāo),一般采用高頻方法計(jì)算其RCS。由于彈跳射線(xiàn)法(SBR)能計(jì)算電磁波在物體表面的多次彈射效應(yīng),一經(jīng)提出便得到廣泛關(guān)注。經(jīng)過(guò)多年的發(fā)展,SBR已成為電大尺寸目標(biāo)RCS快速預(yù)估的重要手段。本文以圓柱腔體RCS的計(jì)算為例分析了SBR的基本原理和實(shí)現(xiàn)步驟。然后討論了基于三角面元的目標(biāo)建模,將復(fù)雜的幾何外形轉(zhuǎn)化成簡(jiǎn)單的平面元結(jié)構(gòu)。目標(biāo)建模后,射線(xiàn)與曲面求交點(diǎn)的問(wèn)題便轉(zhuǎn)化成了射線(xiàn)與三角面元求交點(diǎn)的問(wèn)題,在此基礎(chǔ)上本文介紹了一種基于三角面元的快速求交算法,在提升傳統(tǒng)SBR算法的計(jì)算效率同時(shí)也擴(kuò)展了算法的通用性。對(duì)于表面平整光滑的物體,提出了基于粗細(xì)面元建模的加速SBR算法。以粗三角面元(數(shù)量少、面積大)模型擬合實(shí)際物體,作為射線(xiàn)求交點(diǎn)的對(duì)象；以細(xì)三角面元(λ/10密度)模型作為射線(xiàn)的發(fā)射窗,劃分射線(xiàn)管。與傳統(tǒng)的算法相比,精簡(jiǎn)的目標(biāo)模型能有效地減少射線(xiàn)與三角面元求交的次數(shù),從而減少射線(xiàn)追蹤的時(shí)間。若電磁波在目標(biāo)表面會(huì)多次彈射,該算法節(jié)省的時(shí)間會(huì)更加明顯。為進(jìn)一步提高算法的計(jì)算效率,接下來(lái)介紹了基于多分辨率網(wǎng)格的加速SBR算法。對(duì)射線(xiàn)管的發(fā)射窗作多分辨率網(wǎng)格劃分,若對(duì)射線(xiàn)管追蹤計(jì)算時(shí),射線(xiàn)管一部分與物體相交,另一部分與落在物體外部,則將這類(lèi)射線(xiàn)管劃分成多個(gè)子射線(xiàn)管,繼續(xù)追蹤計(jì)算,直到子射線(xiàn)管的密度大于十分之一波長(zhǎng)。該算法能在不改變計(jì)算精度的情況下,減少了整個(gè)算法是計(jì)算時(shí)間。最后研究了基于OpenMP的并行SBR算法,對(duì)彈跳射線(xiàn)法中耗時(shí)較多的射線(xiàn)追蹤過(guò)程采用多任務(wù)并行處理,通過(guò)計(jì)算典型目標(biāo)的RCS,驗(yàn)證了并行彈跳射線(xiàn)法的準(zhǔn)確性和高效性。
【關(guān)鍵詞】：雷達(dá)散射截面 彈跳射線(xiàn)法 射線(xiàn)追蹤 多分辨率網(wǎng)格 并行計(jì)算
【學(xué)位授予單位】：西南交通大學(xué)
【學(xué)位級(jí)別】：碩士
【學(xué)位授予年份】：2016
【分類(lèi)號(hào)】：TN95;O441
【目錄】：

• 摘要6-7
• Abstract7-10
• 第1章 緒論10-14
• 1.1 研究背景及意義10-11
• 1.2 國(guó)內(nèi)外現(xiàn)狀分析11-12
• 1.3 論文的主要工作12-14
• 第2章 彈跳射線(xiàn)理論14-28
• 2.1 雷達(dá)散射截面的定義14-15
• 2.2 彈跳射線(xiàn)法原理15-24
• 2.2.1 射線(xiàn)的構(gòu)建及追蹤16-17
• 2.2.2 電磁場(chǎng)強(qiáng)追蹤17-19
• 2.2.3 PO積分和RCS計(jì)算19-24
• 2.3 PO積分中奇異性處理24-27
• 2.4 本章小結(jié)27-28
• 第3章 目標(biāo)建模與SBR加速算法28-47
• 3.1 基于三角面元的目標(biāo)建模28-33
• 3.1.1 目標(biāo)表面離散29-31
• 3.1.2 遮擋判別31-33
• 3.2 基于三角面元的快速求交算法33-35
• 3.2.1 用向量法判斷交點(diǎn)的位置33-34
• 3.2.2 基于pulker變換的快速求交算法34-35
• 3.3 基于粗細(xì)目標(biāo)建模的加速SBR35-40
• 3.3.1 采用分步建模的SBR實(shí)現(xiàn)36-38
• 3.3.2 實(shí)例與分析38-40
• 3.4 基于多分辨率網(wǎng)格的加速SBR40-47
• 3.4.1 射線(xiàn)管分裂計(jì)算的理論依據(jù)40-42
• 3.4.2 射線(xiàn)管有效性檢測(cè)42-43
• 3.4.3 采用多分辨率網(wǎng)格的SBR實(shí)現(xiàn)43-44
• 3.4.4 算例與分析44-47
• 第4章 基于并行SBR的RCS預(yù)估47-55
• 4.1 并行計(jì)算簡(jiǎn)介47-48
• 4.2 并行程序設(shè)計(jì)模型48-49
• 4.2.1 消息傳遞模型48
• 4.2.2 數(shù)據(jù)并行模型48-49
• 4.2.3 內(nèi)存共享模型49
• 4.3 OpenMP并行程序設(shè)計(jì)49-50
• 4.3.1 內(nèi)存共享模型49-50
• 4.3.2 OpenMP的執(zhí)行模型50
• 4.4 基于OpenMP的射線(xiàn)管并行50-52
• 4.5 計(jì)算實(shí)例52-55
• 全文總結(jié)與展望55-56
• 致謝56-57
• 參考文獻(xiàn)57-60
• 攻讀碩士學(xué)位期間發(fā)表的論文60

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本文編號(hào)：1111257