[发明专利]一种计算蜂窝复合材料目标电磁散射的方法

权利要求书

1.一种计算蜂窝复合材料目标电磁散射的方法，其特征在于，包括以下步骤：

S1、根据强干扰理论确定蜂窝复合材料的等效介电常数和等效磁导率；

S2、根据等效介电常数和等效磁导率，采用广义传播矩阵法确定带有PEC基板的蜂窝复合材料在不同入射角下的反射系数；

S3、根据反射系数计算入射电磁波在蜂窝复合材料目标表面产生的感应电流，采用物理光学积分法确定每次反射时产生感应电流的散射场，叠加得到总散射场。

2.如权利要求1所述的一种计算蜂窝复合材料目标电磁散射的方法，其特征在于，所述步骤S1计算等效介电常数和等效磁导率的方法为：

将蜂窝看作具有等效介电常数ε＝diag(ε_⊥,ε_⊥,ε_||)和等效磁导率μ＝diag(μ_⊥,μ_⊥,μ_||)的单轴介质，垂直于蜂窝轴线方向的等效介电常数ε_⊥和平行于蜂窝轴线方向的等效介电常数ε_||分别表示为：

ε_||＝(1-t/a)²ε_z+t/a·(2-t/a)ε_a

其中，ε_a代表蜂窝壁的相对介电常数，t为蜂窝壁的厚度，2a为两个相邻的蜂窝单元格之间的距离，ε_z,ε_s分别是蜂窝填充材料平行于蜂窝轴线方向的等效介电常数和垂直于蜂窝轴线方向的等效介电常数，表示为：

ε_z＝[1-d/(a-t)]²+d/(a-t)[2-d/(a-t)]ε_b

其中，ε_b是涂覆在蜂窝内壁表面上的有损耗材料的相对介电常数；t为蜂窝框架的厚度，2a为两个相邻的蜂窝单元格之间的距离，d是涂覆在蜂窝壁内表面上的有损耗材料的厚度；

相应地，垂直于蜂窝轴线方向的等效磁导率μ_⊥和平行于蜂窝轴线方向的等效磁导率μ_||分别表示为：

μ_||＝(1-t/a)²μ_z+t/a·(2-t/a)μ_a

其中，μ_a代表蜂窝壁的相对磁导率，μ_z，μ_s分别是蜂窝填充材料平行于蜂窝轴线方向的等效磁导率和垂直于蜂窝轴线方向的等效磁导率，表示为：

μ_z＝[1-d/(a-t)]²+d/(a-t)[2-d/(a-t)]μ_b

其中，μ_b是涂覆在蜂窝壁内表面上的有损耗材料的相对磁导率；t为蜂窝框架的厚度，2a为两个相邻的蜂窝单元格之间的距离，d是涂覆在蜂窝壁内表面上的有损耗材料的厚度。

3.如权利要求2所述的一种计算蜂窝复合材料目标电磁散射的方法，其特征在于，所述步骤S2计算蜂窝复合材料反射系数的方法为：

蜂窝和PEC基板的反射系数R_hh,R_hv,R_vh,R_vv的表达式为：

R_hv＝R_vh＝0

其中，exp(-j2kh)为空间相位延迟，h为蜂窝单元格的高度，θ为入射角，

4.如权利要求1所述的一种计算蜂窝复合材料目标电磁散射的有效方法，其特征在于，所述步骤S3计算入射电磁波在蜂窝复合材料目标表面产生感应电流的散射场的方法为：

将入射电磁波认为是一系列平行传播的射线管，射线从射线管中发出，多次反射追踪N阶反射射线的方向，射线管初始的传播方向，即入射波传播方向为电场矢量为Ε_i，则磁场矢量为：

第N次反射的反射方向为：

其中为第N次反射前入射电磁波的方向，为目标与该射线管相交位置处的单位法向量；

第N次反射的反射电场强度为：

其中为第N次反射前的入射电场，R^(N)为第N次反射的反射系数，j为虚数单位，k为电磁波波数，k＝2π/λ，λ为电磁波波长，r^(N)为第N次反射和第N-1次反射之间射线传播的距离；

第N次反射磁场强度为：

其中为第N次反射前入射电磁波的方向；

射线在目标表面产生感应电磁流分别为：

其中R是蜂窝复合材料的反射系数，进而通过对所有感应电流的辐射求和来获得散射场；

其中为目标与射线管相交位置处的单位法向量，为第N次反射后的磁场矢量，

根据物理光学积分，得到每次反射感应电流散射场为：

其中，r为射线与目标相交点到接收雷达的距离，为散射方向单位向量，η＝120π为真空中的波阻抗，Δs为射线管与目标表面相交的面积；

目标总散射场为

目标雷达散射截面(RCS)为：

其中，