[发明专利]一种基于射线追踪的复杂结构目标电磁散射仿真方法

权利要求书

1.一种基于射线追踪的复杂结构目标电磁散射仿真方法，其特征在于，包括：

步骤S1：对结构型透波材料的传输散射特性进行分析，建立结构型透波材料的传输散射特性数据点表；

步骤S2：建立复杂结构目标的几何模型，并对所述复杂结构目标的几何模型进行分析，按照材质特性将所述复杂结构目标区分为理想导体目标部件和结构型透波材料目标部件；

步骤S3：将所述结构型透波材料目标部件的几何特性由一个平面进行表征，将所述结构型透波材料目标部件的传输散射特性由所述传输散射特性数据点表进行描述；

步骤S4：根据射线追踪方法，对所述复杂结构目标的电磁散射特性进行分析求解。

2.如权利要求1所述的基于射线追踪的复杂结构目标电磁散射仿真方法，其特征在于，在步骤S1中，所述传输散射特性数据点表通过传输矩阵方法解析求解获得或通过软件数值仿真方法获得。

3.如权利要求2所述的基于射线追踪的复杂结构目标电磁散射仿真方法，其特征在于，所述传输矩阵方法解析求解包括：

步骤S11：所述结构型透波材料包括若干层介质，将所述若干层介质对电磁波的作用等效为若干级端口的网络级联，根据若干级端口的级联方程得到若干层介质的四端口网络系数；

步骤S12：根据所述若干层介质的四端口网络系数，得到所述若干层介质的透射系数和所述若干层介质的反射系数；

步骤S13：根据所述步骤S11和所述步骤S12，对所述结构型透波材料进行仿真，获取工作频率下所述若干层介质结构在不同观测角度下的复反射系数和复透射系数，将所述复反射系数和复透射系数以点表形式存储。

4.如权利要求3所述的基于射线追踪的复杂结构目标电磁散射仿真方法，其特征在于，所述若干级端口的级联方程的表达式为：

式中：N表示结构型透波材料中介质的层数和网络级联的端口级数，

A、B、C、D分别表示N层介质的四端口网络系数，

A_k、B_k、C_k、D_k分别表示第k层介质的四端口网络系数，

A_k＝D_k＝cos(δ_k)，C_k＝-iη_ksin(δ_k)，i表示虚数单位，

δ_k表示电磁波在第k层传播过程中所引起的相位差，

λ₀表示工作频率，n_k表示第k层的介电常数，h_k表示第k层的厚度，θ_i,k+1表示第k层的入射角；

根据折射定律，θ_i,1表示电磁波的初始入射角，η_k表示第k层的波阻抗，

ε₀表示空气的介电常数，μ₀表示空气的磁导率。

5.如权利要求4所述的基于射线追踪的复杂结构目标电磁散射仿真方法，其特征在于，所述若干层介质的透射系数和所述若干层介质的反射系数的表达式分别为：

式中：η₀表示自由空间波阻抗。

6.如权利要求1所述的基于射线追踪的复杂结构目标电磁散射仿真方法，其特征在于，在步骤S4中，所述复杂结构目标的射线追踪求解包括：

步骤S41：将所述复杂结构目标的几何模型导入计算程序，从雷达入射方向向复杂结构目标的目标区域透射射线，利用所述射线模拟电磁波在复杂结构目标的目标区域的反射过程和透射过程；

步骤S42：记录所述射线传播过程中与所述复杂结构目标的几何模型的若干次反射的交点信息和若干次透射的交点信息。

7.如权利要求6所述的基于射线追踪的复杂结构目标电磁散射仿真方法，其特征在于，所述交点信息包括交点的位置信息和交点的类型信息。