[发明专利]基于阶数步进金属目标的宽频带电磁特性快速预估方法

权利要求书

1.一种基于阶数步进金属目标的宽频带电磁特性快速预估方法，其特征在于，步骤如下：

步骤1、用时域平面波模拟脉冲照射导体飞行目标，将导体目标表面用三角形面元进行剖分离散，从而得到金属目标的时域阶数步进电场积分方程以及磁场积分方程；

步骤2、确定步骤1中离散所得的每个三角形面元与其他三角形面元质心之间的距离，根据三角形面元剖分尺寸确定阈值，把任意两个三角形面元的质心距离与该阈值进行比较：当质心距离小于该阈值时，采用传统的矩量法计算阻抗矩阵元素；当质心距离大于阈值时，采用等效偶极子模型法计算阻抗矩阵元素；

步骤3、根据步骤2所得到的阻抗矩阵，采用迭代法求解出导体表面的散射电流；

步骤4、根据导体表面的散射电流，求解出雷达散射截面积。

2.根据权利要求1所述的基于阶数步进金属目标的宽频带电磁特性快速预估方法，其特征在于，步骤1所述将导体目标表面用三角形面元进行剖分离散，从而得到金属目标的时域阶数步进电场积分方程以及磁场积分方程，具体包括以下步骤：

(1.1)将导体目标表面使用三角形面元进行剖分离散，对三角形、三角形的节点、三角形的内边分别进行编号，并且记录每个三角形的三个顶点坐标；

(1.2)根据金属表面切向连续的边界条件，建立时域阶数步进电场积分方程以及磁场积分方程：

其中，和分别为观察点处的入射电场和磁场，和分别为观察点处的散射电场和磁场，是金属表面处的单位外法向矢量，是散射目标上处t时刻的感应电流。

3.根据权利要求1所述的基于阶数步进金属目标的宽频带电磁特性快速预估方法，其特征在于，步骤2中所述计算阻抗矩阵元素，具体包括以下步骤：

(2.1)确定步骤1中离散所得的每个三角形面元与其他三角形面元质心之间的距离，根据三角形面元剖分尺寸确定阈值，该阈值为三角形面元剖分尺寸的2～4倍，把任意两个三角形面元的质心距离与该阈值进行比较：当质心距离小于该阈值时，采用(2.2)中传统的矩量法计算阻抗矩阵元素；当质心距离大于阈值时，采用(2.3)中的等效偶极子模型法计算阻抗矩阵元素；

(2.2)当质心距离小于该阈值时，采用传统的矩量法计算阻抗矩阵元素；

时域电场积分方程以及时域磁场积分方程表示为：

其中，是散射目标上处τ时刻的感应电流，为任意场点相对于坐标原点的位置矢量，为任意源点相对于坐标原点的位置矢量，ε₀为媒质中的介电常数、μ₀为媒质中的磁导率，τ＝t-R₁/c是滞后的时间，c是电磁波在媒质中的传播速度，表示表示代表场点处的梯度算子，代表源点处的梯度算子；和分别为观察点处的入射电场和磁场；是金属表面处的单位外法向矢量；

(2.3)当质心距离大于阈值时，采用等效偶极子模型法计算阻抗矩阵元素，其中偶极子模型的等效入射电磁场表示为：

其中，代表空间处t时刻的散射电场值，代表空间处t时刻的散射磁场值，代表空间任意一点到下三角形质心的距离，代表空间任意一点到上三角形质心的距离，l_n代表三角形对公共边的边长，η表示波阻抗，I_n(τ)代表只与时间基函数相关的电流展开项，τ＝t-R₂/c是滞后的时间，c是电磁波在媒质中的传播速度，标量矢量为观察点到场三角形对公共边中点的向量，为观察点到源三角形对公共边中点的向量。

4.根据权利要求1所述的基于阶数步进金属目标的宽频带电磁特性快速预估方法，其特征在于，步骤3中所述采用迭代法求解出导体表面的散射电流，具体公式如下：

其中，代表散射目标上第v阶上的散射电流，表示进行空间和时间伽辽金测试后第v阶数上产生的阻抗矩阵，是对入射场进行空间和时间伽辽金测试后产生的向量，v、ω代表阶数步进的阶数标号。

5.根据权利要求1所述的基于阶数步进金属目标的宽频带电磁特性快速预估方法，其特征在于，步骤4所述雷达散射截面积的公式为：

其中，σ(θ,φ)为在(θ,φ)方向的双站RCS，E^s表示散射场的电场分量，Eⁱ分别表示入射场的电场分量，π为圆周率。