[发明专利]一种定向宽频高隐身性能的卫星及其顶端外形设计方法

权利要求书

1.一种定向宽频高隐身性能的卫星，包括卫星本体，其特征在于，所述卫星本体的顶端外形表面面元的相位项形成梯度差，且处于同相位的面元在入射波方向的投影面积相等，其中j为虚数单位，为波矢，为卫星表面点位置向量，所述卫星本体的上部为抛物线型尖端、下部为椭球形底座，所述卫星本体的形状为旋转体，且该旋转体上部抛物线型尖端的母线控制方程的函数表达式为：

z＝-aρ²+c 0≤ρ≤R (1)

上式中，z为母线变量、表示母线上点的z轴坐标，a为母线控制参数，c为母线控制参数，ρ为母线变量、表示母线上点到z轴距离，R为旋转体最大半径。

2.一种权利要求1所述的定向宽频高隐身性能的卫星的顶端外形设计方法，其特征在于，包括：

1)根据麦克斯韦方程得到电流及其激发的回波电场强度的关系函数表达式；使用高频情况下的面等效电流的相位预估条件和电流等投影面积近似条件，得到面等效电流的函数近似表达式；

2)将面等效电流的函数近似表达式代入电流及其激发的回波电场强度的关系函数表达式，并进行化简，得到任意散射目标点位置向量对应目标点位置处的回波电场强度的函数表达式：

上式中，j为虚数单位，ω为角频率，μ为介质磁导率，为入射波波矢量，为卫星表面点位置向量，为散射目标点位置向量，为入射波垂直照射在平面上所生成的电流，k为入射波波矢，有k＝2π/λ，λ为入射波波长，为Nabla算子，dτ_projection为卫星表面面积微元dτ′在入射波方向的投影面积，dτ′为卫星表面的面积微元；

3)根据面等效电流的函数近似表达式确定任意散射目标点位置向量对应目标点位置处的回波电场强度由表面面元dτ′在入射波方向的投影面积dτ_projection以及该表面面元dτ′的相位项决定，从而确定卫星本体的顶端外形表面面元的相位项形成梯度差，且处于同相位的面元在入射波方向的投影面积相等时，目标点位置处的回波电场强度最小，从而得到卫星本体的顶端外形满足定向宽频高隐身性能的条件为：卫星本体的顶端外形表面面元的相位项形成梯度差，且处于同相位的面元在入射波方向的投影面积相等。

3.根据权利要求2所述的定向宽频高隐身性能的卫星的顶端外形设计方法，其特征在于，步骤1)中得到的电流及其激发的回波电场强度的关系函数表达式为：

上式中，为散射目标点位置向量对应目标点位置处的回波电场强度，j为虚数单位，ω为角频率，μ为介质磁导率，k为入射波波矢，有k＝2π/λ，λ为入射波波长，为Nabla算子，为面等效电流，为散射目标点位置向量，为卫星表面点位置向量，dτ′为卫星表面的面积微元。

4.根据权利要求3所述的定向宽频高隐身性能的卫星的顶端外形设计方法，其特征在于，步骤1)中得到的面等效电流的函数近似表达式为：

上式中，为入射波垂直照射在平面上所生成的电流，dτ_projection为卫星表面面积微元dτ′在入射波方向的投影面积，dτ′为卫星表面的面积微元，j为虚数单位，为入射波波矢量，为卫星表面点位置向量。

5.根据权利要求4所述的定向宽频高隐身性能的卫星的顶端外形设计方法，其特征在于，步骤2)中得到的回波电场强度的函数表达式为：

上式中，j为虚数单位，ω为角频率，μ为介质磁导率，为入射波波矢量，为卫星表面点位置向量，为散射目标点位置向量，为入射波垂直照射在平面上所生成的电流，k为入射波波矢，有k＝2π/λ，λ为入射波波长，为Nabla算子，dτ_projection为卫星表面面积微元dτ′在入射波方向的投影面积，dτ′为卫星表面的面积微元。