【摘要】：高分辨雷達因其成像精度高,能全天候工作等優(yōu)點在目標雷達成像和識別領域具有廣闊的應用前景。而實現(xiàn)高分辨率也就要求高的工作頻率及帶寬,致使雷達工作頻率不斷向著紅外波段和太赫茲波段延伸,為作為其基礎的目標電磁散射的研究提出更高要求。一方面頻率的提升導致目標電尺寸不斷增加,使電大尺寸復雜目標電磁散射特性的精確分析和預估成為亟待解決的問題；另一方面伴隨雷達工作頻帶的不斷展寬,對目標寬帶甚至超寬帶電磁散射特性的快速準確預估的需求日漸加強。因此,開展電大尺寸復雜目標高頻寬帶電磁散射相關算法的研究具有十分重要的理論意義及軍事應用價值�；谏鲜霰尘�,本文著重研究了以下內容：1、應用圖形電磁學方法計算了太赫茲頻段電大尺寸目標的雷達散射截面(RCS)。針對太赫茲頻段單屏像素數(shù)量不足以滿足計算精度要求的問題,采用分區(qū)顯示算法將目標分區(qū)域逐次顯示在屏幕上,并提取像素有效信息進行后續(xù)計算,同時對于目標剖分單元數(shù)量龐大帶來的計算量劇增的問題,應用OpenMP技術并結合OpenGL中的顯示列表技術加速計算過程。在此基礎上通過引入Lorentz-Drude模式計算了常見的三種金屬的電磁參數(shù)隨入射波頻率提高的變化曲線,并以垂直入射平板為例討論了金屬目標散射截面隨入射波頻率由高頻到太赫茲及光學頻段的變化規(guī)律。2、著重對介質體目標的高頻散射特性的計算方法進行研究。在分析了包括傳統(tǒng)表面積分方法在內的電大介質目標散射算法的基礎上,基于體積分方程,引入廣泛應用于逆散射綜合問題的傳統(tǒng)Born近似和Rytov近似,分別從矢量波動方程和標量波動方程出發(fā),利用近似條件弱化場量間相互關系,進而實現(xiàn)弱散射介質體目標RCS的簡化計算,并結合半空間格林函數(shù)給出半空間環(huán)境下的弱散射體目標散射特性計算方法。3、在研究了用于計算腔體RCS的彈跳射線法的基礎上,針對傳統(tǒng)彈跳射線法中積分傅里葉變換的局限性,重新推導了對應于三角剖分單元的數(shù)值積分公式,然后結合圖形電磁學和等效電磁流法等方法,對含腔的金屬、介質復合目標上具有不同散射機理的的部分結構采用不同的計算方法進行計算,最終基于散射中心疊加理論,將各部分散射場進行綜合,實現(xiàn)對電大尺寸復合目標的整體RCS進行計算分析。4、將幅相分離插值方法應用于半空間目標寬帶電磁散射特性的分析中。針對半空間散射體表面感應電流的特性,將主要相位因子提出單獨考慮,余下隨頻率變化相對平滑的剩余項運用最佳一致逼近快速求取其寬帶特性,再結合半空間格林函數(shù)求解半空間背景下目標的電、磁矢量及標量位函數(shù),進而求解其散射場,最終實現(xiàn)對半空間目標的寬帶電磁散射特性分析計算。
【學位授予單位】：西安電子科技大學
【學位級別】：博士
【學位授予年份】：2015
【分類號】：TN011
【圖文】：

ＪＣ逡逑圖２．１物理光學積分區(qū)域示意圖逡逑如圖２．１所示，在滿足上述假設的條件下，可由矢量麥克斯韋方程經(jīng)過進一步逡逑推導得出的Ｓｔｒａｔｔｏｎ－Ｃｈｕ積分方程出發(fā)求解目標散射場。散射電場與磁場可由此給出：逡逑護二N＂（／ＩＸ巧ｘＶ所＋抑／／（ＡＩＸ巧）卿＾／／．巧￥彟］成邐口－１）逡逑４丹．Ｓ邐—逡逑好＝？＾１邋［（＂ｘ／／）ｘ%藉剩悖ǎⅲ輳ⅲ┡埠茫

本文編號：2770122