[发明专利]一种计算机载复杂结构雷达横截面积的方法

权利要求书

1.一种计算机载复杂结构雷达横截面积的方法，其特征在于，该方法是在计算机中依次按以下步骤实现：

步骤1：计算机初始化：

根据机载复杂结构的几何尺寸，用Ansys软件构造物体的模型，将其外表面划分为三角形网格，并输出所有三角形网格端点的编号及位置参数，

再根据这些三角形网格端点的编号及位置参数，找出所有具有公共边的三角形对，并对每个三角形对编号，记录所有三角形对个数N及每个三角形对相对应的端点位置坐标；

步骤2：列写由入射电场产生的确定物体表面电流遵循的积分方程(1)：

-n^×Einc(r)=n^×iωμ0∫SG‾(r,r′)·JS(r′)dS,r∈S---(1)]]>

其中：

G‾(r,r′)=(I‾+▿▿k02)g(r,r′)---(2)]]>

和是真空的介电常数和磁导率，为入射电场, J_S(r＇) J_S(r＇)为导体表面感应产生的电流密度, 为导体表面单位法向矢量，为并矢格林函数,

为标量格林函数，R=|r-r＇|为观察点r与源点r＇之间的距离，为单位并矢,k₀为自由空间的波数；

步骤3：令未知电流密度函数J_S(r＇)由RWG基函数展开，即

JS(r′)=Σn=1NInΛn(r′)---(3)]]>

其中Λ_n(r＇)为定义在第n对三角形对上的RWG基函数，I_n为相应的展开系数，N为所有三角形对个数，

并用RWG基函数作为测试函数去测试上述电场积分方程，得到下列矩阵方程(4):

-<Λm(r),Einc(r)>=iωμ0Σn=1NIn<▿·Λm(r),g(r,r′),▿′·Λn(r′)>---(4)]]>

步骤4：处理上述矩阵方程(4)中存在的奇异积分核：

上述矩阵方程(4)中，矩阵对角元素有下列形式的奇异积分(5)：

I=∫ΔSeik0RRdR---(5)]]>再采用如下步骤处理:

步骤4.1: 在源三角形面元Δp₁p₂p₃的平面上建立局部直角坐标系(u,v,w)和极坐标系(ρ,θ)，并把观察点在该平面上的投影选为原点，于是观察点位于(0,0,w₀)，而源点则位于三角形内的(u,v,0)或(ρ,θ)位置上，观察点与源点的距离为，源点与观察点重合，即R=0时，奇异性产生，

即推导得当原点在三角形里面时，奇异性才会产生，

步骤4.2：这时公式（5）中的积分奇异，用下述公式（6）计算：

I=Σj=13∫θ1jθ2jdθ∫0djeik0ρ2+w02ρ2+w02ρdρ=1ik0Σj=13∫θ1jθ2j[eik0Rj(θ)-eik0R0]dθ]]>

其中:

R0(θ)=w0Rj(θ)=[djθ(θ)]2+w02---(9)djθ(θ)=djcos(θ-θ0j)---(10)]]>

d_j为原点到三角形某一条边的垂直距离，为第j条边上的高与x轴的夹角，

此时奇异性被消除，而因为被积函数公式（6）是具有简单形式的指数函数，上述对角度变量的一重积分通过高斯积分规则计算；

步骤5：计算处理后的积分，解矩阵方程：

用数值积分来计算矩阵方程(4)，从而得到N个展开系数I_n，得到电流密度J_S(r＇)；

步骤6：通过J_S(r＇)由下式（7）计算散射电场强度：

Es(r)=iωμ0∫SG‾(r,r′)·JS(r′)dS---(7)]]>其中E^s为物体产生的散射电场，r为物体到观测点的距离，其余参数定义与式(1)相同；

步骤7：通过RCS定义计算得到雷达横截面积RCS

σ=limR→∞4πR2|E→s|2|E→i|2]]>。