[发明专利]复杂多目标电磁散射的多次旋转等效仿真方法

说明书

技术领域

本发明涉及电磁仿真技术领域，特别是一种复杂多目标电磁散射的多次旋转等效仿真方法。

背景技术

实际工程中常需要分析复杂多目标电磁散射问题，如导弹群等。快速分析计算这些多目标体的电磁散射是雷达探测、目标识别等领域的重要研究方向。旋转对称体矩量法(M.Andreasen,"Scattering from bodies of revolution,"Antennas and Propagation,IEEE Transactions on,vol.13,pp.409-418,1965.)可以高效的分析各类旋转对称体的电磁散射，相比于传统的基于RWG基函数（Rao,S.Wilton and D.Glisson,A.，"Electromagnetic scattering by surfaces of arbitrary shape"，IEEE Transactions on,vol.30,pp.303-310,1982）剖分建模的分析方法内存消耗和计算时间都要少很多。然而，现实中大部分目标并不具有旋转对称特性但具有类旋转对称特性，如导弹模型等。导弹弹身旋转对称，若考虑尾翼，螺栓等就破坏了原有的旋转对称特性，不能直接使用旋转对称体矩量法分析。此外，旋转对称体矩量法也不能高效的分析多个不共轴的旋转对称体散射散射问题。基于曲面四边形高阶叠层基函数的矩量法相比基于RWG基函数的矩量法未知量少、精度高。但是对不规则的模型网格生成困难，矩阵性态较差。

发明内容

本发明的目的在于提供一种高效快捷、灵活可靠的复杂多目标电磁散射的多次旋转等效仿真方法。

实现本发明目的的技术解决方案是：一种复杂多目标电磁散射的多次旋转等效仿真方法，所述复杂多目标包括至少两个复杂目标，步骤如下：

第1步，建立每个子目标的网格模型：在每个子目标外建立刚好完全包围该子目标的圆柱，在每个圆柱外建立刚好完全包围该圆柱的球面，得到与各子目标对应的子区域；

第2步，在各个子区域相应的局部坐标系内，确定球面和柱面之间基于旋转对称体基函数的传递矩阵、以及柱面和该柱面内部子目标体之间基于曲面四边形高阶叠层基函数和三角形RWG基函数的散射矩阵；

第3步，确定球面间基于旋转对称体基函数的传输矩阵；

第4步，确定基于曲面四边形高阶叠层基函数的系数转换矩阵、基于旋转对称体基函数的系数转换矩阵，查找柱面上曲面四边形编号和母线段编号之间的对应关系；

第5步，设置激励源，入射波为均匀平面波；

第6步，建立方程组，求解该方程组得到各个子区域球面上的等效电磁流；

第7步，由各个子区域球面上的等效电磁流确定散射场，得到雷达散射截面积。

本发明与现有技术相比，其显著效果是：（1）将旋转对称体矩量法引入分析不具有旋转对称特性的问题；（2）通过旋转局部坐标系的方法和基函数系数转换方法，建立了曲面四边形高阶矩量法、旋转对称体矩量法、RWG基函数矩量法之间的桥梁，从而可以结合他们各自的优点分析同一个问题，是一个灵活的区域分解方法；（3）通过建立两层等效面的方法使得等效面上的曲面四边形网格的数量降低，更好的利用了旋转对称体矩量法的高效性；（4）旋转对称体矩量法的引入降低了基于分域基函数矩量法的多层快速多极子方法分层数量，从而避免了多层快速多极子高层耗时的缺陷。

附图说明

图1是本发明复杂多目标散射模型的结构示意图。

图2是本发明复杂多目标电磁散射的多次旋转等效仿真方法的流程图。

图3是本发明方法中导弹群的模型图。

图4是本发明方法中各个子区域的两层等效面的示意图。

图5是本发明方法中三种剖分单元示意图，其中(a)为球面和圆周母线剖分，(b)为圆柱四边形剖分，(c)为子目标三角剖分。

图6是本发明方法中三种基函数示意图，其中(a)为RWG基函数，(b)为三角基函数，(c)为高阶叠层基函数的原空间中的曲面四边形（左）和参量坐标系中的四边形（右）。

图7是本发明方法中各个局部坐标系之间的关系示意图。

图8是本发明实施例1中对应的雷达散射系数仿真结果图。

具体实施方式

下面结合图1～7，以具体的复杂多目标模型五个导弹电磁散射的多次旋转等效仿真为例，对本发明作进一步阐述。