[发明专利]基于投影法的高频电磁遮挡判断方法

说明书

本发明公开了一种基于投影法的高频电磁遮挡判断方法，主要解决现有高频电磁计算中的遮挡判断不精确和效率低的问题。其实现方案是：1.将目标表面划分成若干三角形；2.将经过坐标原点，且以入射波矢量为法向量作为投影平面，将该平面分成若干个区域；3.求出目标表面三角形面元的中心点的投影点；4.求出三角形面元的中心点的投影高度，找出每个区域投影高度最高的三角形面元，即为未被遮挡面，同一区域的其它三角形面元为被遮挡面；5.计算每个未被遮挡面的雷达散射截面,叠加目标所有未被遮挡面的雷达散射截面，得到目标总的雷达散射截面。本发明减少了遮挡判断所需的时间，提高了遮挡判断精度，可用于太赫兹电磁散射仿真。

技术领域

本发明属于电磁散射技术领域，特别涉及一种计算高频电磁遮挡判断方法，可用于 太赫兹电磁散射仿真。

背景技术

物理光学算法是计算目标高频区电磁散射的一种电磁仿真方法。其首先要对所研究 目标进行建模，即主要将目标表面划分成若干个面元，根据入射电磁波照射方向的不同， 部分面元不会被电磁波照射。根据物理和光学假设，被照射部分会产生感应电流，会产生电磁散射，而不被照射的部分就不会产生感应电流，不会产生电磁散射。因此，需要 在计算过程中对目标的遮挡关系进行判断。而对于电大尺寸目标，往往会将目标表面分 成数量较多的面元，例如，飞机，舰船等大型目标，要将目标表面划分为几万甚至几十 万个面元才能准确表示物体表面特征。对于如此多的面元，面元的遮挡判断将非常耗费 计算时间。

Wei-JiangZhao等人在其发表的论文“Wang B,ZhaoW J.Analysis ofHigh-Frequency Electromagnetic Scatteringby Complex Targets Using Dual Flat FacetRepresentation[J]. IEEE Transactions onAntennasPropagation,2015,63(11):4976-4982.”中提出了一种基于 双面元的遮挡判断方法。该方法将一个同一个目标剖分两次，第一次将目标物体剖分为 较小的面元，第二次将目标物体剖分为较大的面元，根据大小面元的相对位置判断物体 的遮挡状况。但是，该方法剖分过程略微繁琐，不利于目标的电磁散射的计算。

北京航空航天大学在其申请的专利文献“基于面元空间分集的电磁遮挡判断快速算 法”(申请号：201510031653.0申请公告号:CN 104573257 A)公开了一种基于面元分 集的电磁遮挡判断方法。该方法将每个面元用立方体盒子包围，通过判断立方体盒子的 遮挡关系来确定面元的遮挡关系。该算法在判断立方体盒子遮挡关系上会浪费很多时间。

国内著名学者梁昌洪教授等在“MOM-PO混合方法中的一种遮挡消影的新算法” 一文中提出基于Z-Buffer算法的遮挡消影，该方法借鉴了计算机图形学中的Z-Buffer算 法，将物体用长方体盒子包围，将盒子六个面作为投影平面，将每个三角面到波源的距 离来判断物体的遮挡关系。但该方法的不足之处，就是判断过程略微复杂，结果不够精 确。

发明内容

本发明的目的在于针对上述现有技术的不足，提出一种基于投影法的高频电磁遮挡 判断方法，以简化判断过程，提高遮挡判断精度。运用Gordon积分，将计算面积分转 化为线积分，使剖分三角形网格可以尽可能的大。该方法不仅可以快速的解决遮挡判断 问题，还可用于高频电大尺寸目标的雷达散射计算如太赫兹电磁散射仿真。

为实现上述目的，本发明的技术方案包括如下：

(1)将要计算的目标表面剖分N个三角形，N的个数根据目标大小而定；

(2)建立一个以入射波矢量为法向量投影平面，对N个三角形面元进行投影；

(3)在上述投影平面内建立投影坐标系；

(4)在投影坐标系上，计算三角形面元中心点在投影平面中投影坐标系的x轴坐标u和y轴坐标v；