[发明专利]各向异性介质涂覆复杂目标的高频散射方法

说明书

本发明涉及一种基于点源激励下各向异性介质涂覆复杂目标的高频散射方法，将空域的球面波问题转换到谱域中我们熟悉的平面波入射分层介质模型下，并通过鞍点法近似处理再回到计算空域散射场的状态，让问题简化；另外，通过直接刻画和描述点源激励先透入各向异性介质层、再经层中反射最终透射出的散射过程，将电磁波在构建的PEC衬底各向异性介质涂层每一层的传播过程清晰的展示出来，使其更具象化，物理意义更加明确。

技术领域

本发明涉及一种各向异性复杂目标的高频建模方法，具体是指一种基于点源激励下的各向异性复杂目标的高频建模方法，属于电磁场计算及其应用领域。

背景技术

在现代军事战争中，复杂涂覆型目标的散射特性的研究至关重要，各向异性介质涂覆目标的雷达特性研究不仅在军用隐身与突防技术，乃至末制导雷达工作方式方面都有广泛需求，这对于我国的国防和航空海域防卫都有很重要的意义。随着现代尖端武器的发展，在隐身设计方面，通过调节涂覆材料的各向异性特性包括媒质光轴方向等技术来达到军用目标的弱探测性，又各向异性涂覆与PEC目标及各向同性材料涂覆在散射的空间和极化特性方面有明显的不同，并且更加复杂，因此，对于各向异性介质涂覆复杂目标的高频散射的建模提出了更高的要求。

以往的研究中，通常都是基于雷达探测距离趋向于无穷大的远场条件，这样得出的各向异性材料涂覆目标散射的高频解大都是基于平面入射电磁波照射情形下计算，但是在实际测量和应用中，特别是有关末制导雷达，导弹或者飞机等高精尖武器接近探测目标时，此时是在有限源有限距离下产生的入射电磁波，不能简单的用平面波入射条件进行高频算法研究。基于任意激励源都可由无限多个点源组成，为后续进一步研究任意源激励条件下求解各向异性介质涂覆复杂目标的高频散射做铺垫，我们首先需要解决点源激励的高频解。

现有技术中，已有论文介绍目标近场RCS计算模型、球面波入射物理光学高频算法以及时域近场计算复杂目标建模算法，但是都没有很全面的从各向异性涂覆的角度去解决在点源激励球面波入射条件下各向异性介质涂覆复杂目标的高频散射问题。综上所述，现有技术未公开基于点源激励下各向异性介质涂覆复杂目标的高频散射建模方法。

发明内容

针对现有技术中存在的上述技术问题，本发明提出了一种基于点源激励(包括电偶极子和磁偶极子激励)下，各向异性介质涂覆(单轴电和双轴电介质)复杂目标的高频散射建模方法，符合理论推导和工程应用，填补现有在同时满足各向异性涂覆以及点源激励下复杂目标高频散射算法的技术空缺，并且具有和商用电磁仿真软件完全吻合的结果，并且为实际测量提供预估数据，具有良好的效果。

为了实现上述目的，本发明采用如下技术方案：

一种基于点源激励下各向异性介质涂覆复杂目标的高频散射方法，其特征在于，包括：

步骤1：在均匀介质中取向为的点源所产生的电场可以由矢量位法或者并矢格林函数法导出，这里并矢格林函数法表述了源和场最直接的关系，再由MAXWELL(麦克斯韦)方程组，求出赫兹偶极子的磁场表达；

并矢格林函数法具体实施如下:

在高等电磁场理论中，自由空间场-源关系中的电场表达式为：

这里定义且自由空间电并矢格林函数和磁并矢格林函数为

则可将电磁场表达式写成更为紧凑的形式：

其中空间电偶极子为磁偶极子为

对上述积分计算可得，空间中只存在电偶极子的时候，空域电磁场为：

同理，若空间中只存在磁偶极子的时候，空域电磁场则为：