[发明专利]一种针对超电大尺寸规模目标的近场电磁散射仿真方法

说明书

本发明公开了一种针对超电大尺寸规模目标的近场电磁散射仿真方法：导入STL格式的模型文件，读取构成雷达目标的每个三角面元的相关信息；输入需要计算的参数；判断面元是否被入射波照亮，并标记打亮的面元；对每个被标记为照亮的三角面元，计算其表面电流和磁流：求解出每个被标记为照亮的三角面元引起的散射场将所有被标记为照亮的三角面元的散射场E^sn都求解完毕后，根据矢量叠加原理，将其全部相加，得到总散射场；根据下式得到近场情况下雷达目标的RCS值σ₀，并输出结果：本发明填补了目标近场RCS仿真算法领域的空白，特别是近场散射条件下不同面元的电磁仿真处理方式，更切合于实际工程场景。

技术领域

本发明涉及电磁散射技术领域，具体涉及一种针对超电大尺寸规模目标的近场电磁散射仿真方法。

背景技术

在电磁散射仿真中，人们常使用雷达散射截面(RCS)来表征一个目标物体的电磁散射能力，他对于目标散射特性的分析和识别空中目标具有重要作用，也是反映目标隐身性能的一项重要技术指标，因此对于RCS的仿真就成为雷达目标电磁散射特性分析和雷达目标识别中的一项关键技术。

超电大尺寸规模目标(如：舰船)的雷达远场条件(r2D²/λ，其中，r表示目标到雷达的距离，D表示目标尺寸，λ表示雷达波波长)通常不易满足。当目标位于雷达波束近区时，目标的散射特性与远场条件下的结果完全不同，远场散射理论不再适用，近场散射研究就显得尤为必要。本发明针对性地提出了解决超电大尺寸规模目标的近场电磁散射仿真方法。目前，市面上现有的RCS仿真软件，几乎全部针对远场目标，为了解决针对实际工程中目标散射问题，开发出目标处于不同散射距离条件下的电磁散射仿真工具尤为必要。

发明内容

本发明提供了解决上述问题的一种针对超电大尺寸规模目标的近场电磁散射仿真方法，本发明填补了目标近场RCS仿真算法领域的空白，特别是近场散射条件下不同面元的电磁仿真处理方式。

本发明通过下述技术方案实现：

一种针对超电大尺寸规模目标的近场电磁散射仿真方法，包括以下步骤：

步骤1，导入STL格式的模型文件，并读取构成雷达目标的每个三角面元的坐标信息和面元法线信息；所述通过三角面元网格的3D建模方式建模获取；

步骤2，输入需要计算的参数；

步骤3，判断面元是否被入射波照亮，并标记被入射波打亮的面元；

步骤4，对每个被标记为照亮的三角面元，计算其表面电流和磁流：

式中，为感应电流密度矢量，为感应磁流密度矢量，为入射面的单位法向量，为对应三角面元的入射电场，为对应三角面元的表面磁场；

步骤5，求解出每个被标记为照亮的三角面元引起的散射场

式中，ω为角频率，μ为磁导率，η为波阻抗，e为自然底数，k为波数，j为虚数单位，Δ表示积分区域，r_sn为三角形面元中心距散射中心的距离，为感应电流密度矢量，为感应磁流密度矢量，为对应的散射波方向矢量，为散射面元点位置矢量，dΔ为微分面元；

步骤6，将所有被标记为照亮的三角面元的散射场都求解完毕后，根据矢量叠加原理，将其全部相加，得到总散射场：

步骤7，根据式(4)得到近场情况下雷达目标的RCS值σ₀，并输出结果：