[发明专利]获取雷达散射面积的方法

摘要

本发明公开了一种获取雷达散射面积的方法，用于解决现有方法获取雷达散射面积速度慢的技术问题。技术方案是首先建立雷达散射模型，用射击线模拟攻击方向，定义部件相关属性，得到部件射击线网格等的相关数据，然后建立投影坐标系，转换到投影坐标系进行RCS计算，最后实部与虚部分别累加得到雷达散射面积。由于利用物理光学法与平面射击线法获取雷达散射面积，将平面网格平铺在部件四边形有限元投影模型上，在平面网格的每个单元内随机产生1～N条射击线，通过1～N条射击线对部件表面进行扫描来获取雷达散射面积的几何描述数据。本发明根据不同精度需求调节网格步长大小，得到了不同精度的雷达散射面积，提高了获取雷达散射面积的速度。

主权项

1.一种获取雷达散射面积的方法，其特征在于包括以下步骤：步骤一、建立与部件参数相同的雷达散射模型，给定雷达工作频率或者雷达波波长；步骤二、建立平面网格，确定网格步长大小，将平面网格平铺在部件四边形有限元投影模型上，在平面网格的每个单元内随机产生1～N条射击线，确定射击线的攻击方向；步骤三、判断射击线是否与部件面元相交以判定该射击线是否击中部件；如果判定结果为击中部件，则进行步骤四；如果判定结果为未击中部件，则重复步骤三对下一小网格进行判定，直至判定结果为射击线击中部件；当射击线击中部件，射击线与部件面元相交的点为入射点，并且所述射击线从被穿透的部件上穿出的点为出射点；步骤四、记录每个被射击线击中部件的信息；步骤五、确定雷达散射体间的遮挡关系；对射击线与各部件的入射点坐标的Z坐标进行排序，Z坐标最小的部件即为最外面的部件，将里面的部件遮挡住了；步骤六、将有限元建模软件中的原坐标系转换到投影坐标系；步骤七、逐个计算各射击线模拟雷达电磁波照射到的非遮挡散射体的RCS值；当射击线j方向与四边形网格法线夹角为零时，在多边形表面上没有分量，因此，入射场和散射场在表面上的相位没有变化，则RCS值为：σj=4πA2λ2---(1)]]>式中，A为四边形网格的面积；对于第j条射击线，计算RCS的大小直接用如下公式：σj=sin2E4πT4|Σn=1N(p→·a→n)exp(i2kr→n0·r^)sin(ka→n·r^)ka→n·r^|2---(2)]]>式中，(E，A)分别为原坐标系下的射击线的俯仰角和方位角，且射击线方向用表示，四边形网格法向单位矢量用表示，是多边形平面上垂直于的矢量，表示四边形第n个顶点的位置矢量，即r→n′=xn′x^+yn′y^---(3)]]>r^=ux^+vy^+wz^---(4)]]>式中，u，v，w是观察点的方向余弦，u＝sinAcosE v＝-cosAcosE w＝sinE       （5）设表示第n+1和第n个顶点之间所夹边的矢量，定义为第N和第1顶点间所夹边的矢量，表示为：a→n=r→n+1′-r→n′=(xn+1′-xn′)x^+(yn+1′-yn′)y^---(6)]]>是第n条边中点的位置矢量，T是在多边形平面上的投影长度，即r→n0=12(r→n+1′+r→n′)=12[(xn+1′+xn′)x^+(yn+1′+yn′)y^]---(7)]]>而T=|r^-(r^·n^)n^|=|ux^+vy^|=u2+v2---(8)]]>p→·a→n=(r^×n^)·a→n=(vx^-uy^)=(xn+1′-xn′)v+(yn+1′-yn′)u---(9)]]>r→n0·r^=12{(xn+1′+xn′)u+(yn+1′+yn′)v}---(10)]]>a→n·r^=(xn+1′-xn′)u+(yn+1′-yn′)v---(11)]]>由（1）式和（2）式计算得到射击线j击中网格的RCS大小；步骤八、分别累加所有射击线照射到的散射体的RCS值的实部与虚部，得到部件的总的RCS值；并判断是否累加了部件所有网格的RCS值，若是，则停止计算，输出该部件总的RCS值；否则，返回步骤三，重复以上过程，直到计算完每个网格的RCS的值。