[发明专利]一种低散射载体外形构建方法

说明书

本发明公开了一种低散射载体外形构建方法，该方法为：首先通过坐标变换和曲线拟合技术，对待优化载体结构进行预处理，得到由余弦指数函数构成的封闭曲线；然后选择封闭曲线的参数及其他尺寸作为设计变量，确定初始样本方案并建立载体模型，进行初始载体结构的电磁仿真计算；最后建立代理模型并选择多目标优化算法，获取收敛的最优解和最优尺寸参数，使用最优尺寸参数构建载体模型，并在仿真软件中进行仿真验证。本发明实现了多个角域的低散射载体优化设计，提高了载体优化设计效率并节约了计算成本。

技术领域

本发明涉及雷达载体隐身设计技术领域，特别一种低散射载体外形构建方法。

背景技术

由于飞行器隐身技术在近年来的几次局部战争中发挥的重要作用，关于雷达散射截面积缩减技术的研究成为隐身技术研究领域的重点。飞行器隐身技术的目的是降低飞行器在战争环境中被雷达发现的概率，从而提高其在战场上的生存能力。

雷达散射截面(Radar Cross Section，RCS)是隐身技术中需要考虑的核心指标。在低RCS隐身飞行器的设计和制造的过程中，为了降低设计制造成本，需要对目标进行RCS测量。隐身测试在目标特性和隐身技术研究中十分重要。现代RCS测量设施需要设计制造具有各种不同用途的低散射载体系统，因此低散射载体的设计技术在该研究领域内具有重大的发展需求。但在实际应用时，某些应用场景待优化的载体结构不可更改，而且结构几何解析函数未知，这给传统的自主载体设计和优化带来了极大困难。

因此，亟需对现有低散射载体技术进行改进，以解决载体多角域的RCS很难同时优化且难以权衡的问题。

发明内容

本发明的目的在于提供一种能够实现多角域的低散射载体优化、计算效率高、计算成本低的载体外形构建方法。

实现本发明目的的技术解决方案为：一种低散射载体外形构建方法，包括以下步骤：

步骤1、通过坐标变换和曲线拟合技术，对待优化载体结构进行预处理，得到由余弦指数函数构成的封闭曲线；

步骤2、选择封闭曲线的参数及其他尺寸作为设计变量，确定初始样本方案并建立载体模型，进行初始载体结构的电磁仿真计算；

步骤3、建立代理模型并选择多目标优化算法，获取收敛的最优解和最优尺寸参数，使用最优尺寸参数构建载体模型，并在仿真软件中进行仿真验证。

进一步地，步骤1所述的通过坐标变换和曲线拟合技术，对待优化载体结构进行预处理，得到由余弦指数函数构成的封闭曲线，具体如下：

步骤1.1、在图形处理软件中对待优化载体结构进行坐标变换，使得结构边界面处于标准坐标平面上；

步骤1.2、在步骤1.1得到的边界面上提取多个点，并输出点数据文件；

步骤1.3、确定拟合精度和拟合原则，利用拟合技术将步骤1.2提取的点拟合成余弦指数曲线；

步骤1.4、对步骤1.3得到的余弦指数曲线进行修补，得到由余弦指数函数构成的封闭曲线；

步骤1.5、通过变形方法将封闭曲线张成三维几何体，结合步骤1.4的封闭曲线，确定可修改的参数，作为设计变量。

进一步地，步骤2所述的选择封闭曲线的参数及其他尺寸作为设计变量，确定初始样本方案并建立载体模型，进行初始载体结构的电磁仿真计算，具体如下：

步骤2.1、根据工程对载体外形指标的要求，确定步骤1.5的设计变量取值范围，利用采样技术在设计空间中进行均匀采样，得到初始样本方案；

步骤2.2、采用步骤2.1的初始样本方案，确定初始参数，利用接口工具箱构建初始载体结构，并进行RCS仿真计算；