[发明专利]一种计算机载复杂结构雷达横截面积的方法

说明书

技术领域

本发明涉及电磁场矩量法分析领域，具体涉及应用于对机载复杂结构雷达横截面的计算方法。 

背景技术

飞行器上存在一些复杂的部件或结构，它们的形状对机载天线的功能有着直接的影响。因为飞行器上这些结构产生的散射电磁场会对机载天线造成影响，所以天线的接受、发送信号能力以及防干扰能力很大程度上取决于这些飞行器上复杂结构的雷达横截面积(RCS Radio Cross Section)。RCS可由下式计算： 

σ=limR→∞4πR2|E→S|2|E→i|2]]>

其中， 是飞行器上复杂结构产生的散射电场，而 是激发散射场的入射电场，R是物体与观测点的距离。 

散射电场是飞行器上物体受到外来电磁场照射时，由物体表面的感生电流产生。计算物体的散射电场时，常用的方法在RWG基函数的帮助下，通过矩量法求解电磁积分方程得出表面电流密度，从而继续计算得到RCS。而计算表面电流密度，关键在于处理由格林函数引起的奇异积分核。通常通过矩量法，可将积分核的奇异性降低到最低的1/R程度。这里R是指场点或观察点到源点的距离，在自作用网格中R有可能为0，即积分核或被积函数有可能趋于无穷大。 

目前人们广泛使用Duffy方法来处理上述1/R阶的奇异积分核或计算相应的奇异积分。在Duffy方法中，通过积分变量代换产生带有额外零点的雅可比(Jacobian)来消去被积函数分母中的奇异点，从而使积分核非奇异化，便于通过数值积分进行精确计算。虽然Duffy方法能有效计算1/R阶的奇异积分，但它需要做两次数值积分，因此计算代价较高，而且在计算精度上没有达到闭式解析公式的最佳状态。 

发明内容

本发明的目的在于克服现有技术的不足，提出了一种用于计算机载复杂结构雷达横截面积的新方法，该方法通过使用一种极坐标系而不需借助积分变量代换就可自动消去积分核中的奇异性，并且通过导出对径向坐标积分的解析表达式可将两重数值积分降为一重对角度坐标的数值积分。本发明方法既避免了较高的计算代价，又提高了对飞行器机载复杂结构物雷达横截面计算精度。 

本发明方法技术方案为： 

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)：