[发明专利]复杂外形金属目标电磁散射的无网格仿真方法

说明书

一技术领域

本发明属于电磁散射特性仿真技术领域，特别是一种复杂外形金属目标电磁散射的无网格仿真方法。

二背景技术

随着军工领域的发展，越来越多具有复杂外形的金属目标迫切需要对其进行快速的电磁散射仿真。传统的方法分析金属目标电磁散射问题的时候，都需要事先采用商业软件对金属目标进行结构化网格建模，以获得金属目标表面的网格剖分信息。

虽然此传统方法已在学术领域应用普遍，但是在实际工程中处理具有复杂外形结构的金属目标时并不适用。因为对于复杂外形的金属目标，对其进行高质量的网格生成往往是十分困难的，尤其是当金属目标出现剧烈形变的时候，很难获得满足要求的网格信息，并且传统意义上的网格面片还必须成对出现，所以当复杂外形的金属目标中出现三面共线的情况时，便无法对其进行所需的网格生成，从而不能进行金属目标的电磁散射仿真分析。

三发明内容

本发明的目的在于提供一种稳定、高效的复杂外形金属目标电磁散射的无网格仿真方法，该方法不依赖于金属目标表面的模型化网格剖分，实现过程灵活自由，具有很强的实际工程应用价值。

实现本发明目的的技术解决方案为：一种复杂外形金属目标电磁散射的无网格仿真方法，其特征在于，步骤如下：

第1步，节点局部积分域的建立：根据复杂外形金属目标表面的离散节点的分布信息构造出每个节点周围各自的局部积分域；

第2步，建立金属目标电场积分方程；

第3步，展开离散节点处的面电流，构造出每个局部积分域中心位置处的面电流；

第4步，对第2步中的电场积分方程采用点匹配进行测试得到阻抗矩阵方程；

第5步，求解矩阵方程，得到电流系数，根据电流系数确定雷达散射截面积。

本发明与现有技术相比，其显著优点：（1）工程中适用范围更广泛：因为本方法可以处理各种实际中出现的复杂外形金属目标，对目标模型没有严格的网格化要求，所以本方法理论上可以分析几乎所有的金属目标；（2）方法实现过程灵活简单：由于本方法只需要实际金属目标表面的离散节点的分布信息，不需要事先知道目标表面的网格分布情况，前处理过程可以做到自适应性构造局部积分域，所以本方法更加自由灵活简单；（3）形成矩阵方程性态较好：本方法中的方程属于第二类积分方程，而第二类积分方程具有良好的迭代求解性态，当采用迭代求解时，可以快速收敛至所需要的计算精度。

下面结合附图对本发明作进一步详细描述。

四附图说明

图1是本发明金属目标表面离散节点分布示意图。

图2是本发明区域增长的基本概念示意图。

图3是本发明最佳匹配点为外点时区域增长示意图。

图4是本发明最佳匹配点为当前边的起点邻接点时区域增长示意图。

图5是本发明最佳匹配点为当前边的终点邻接点时区域增长示意图。

图6是本发明最佳匹配点为其它边界点时区域增长示意图。

图7是本发明最佳匹配点为左、右相连点时区域增长示意图。

图8是本发明节点周围局部积分域的重构过程示意图。

图9是本发明金属目标表面电流展开成的两个正交单位矢量示意图。

图10是本发明实施例中金属目标双站RCS曲线图。

五具体实施方式

下面结合附图对本发明作进一步详细描述。

首先对如下的基本概念作出定义：

内边：有两个邻接三角形的边。

外边：只被一个三角形拥有的边。

活边：每一条新生成的、没有经过处理的边，即此边没有经历找点生成新边的过程。

死边：经历过找点生成新边过程，但没有成功找到新匹配点的边。

内点：若一个节点的所有邻接边都为内边。

外点：没有被选择成为匹配点的节点。

边界边：如果一条边只属于一个三角形，则这条边称为边界边。

边界环：由边界边首尾相连组成的空间多边形。

边界点：边界边上的点。

结合图1～图8，本发明复杂外形金属目标电磁散射的无网格仿真方法，步骤如下：

第1步，节点局部积分域的建立：根据图1复杂外形金属目标表面的离散节点的分布信息构造出每个节点周围各自的局部积分域，具体步骤如下：

(1.1)建立点云数据集合，并使用小立方盒对集合中所有点云数据进行分割，得到小立方盒一维链表。