[发明专利]基于面元空间分集的电磁遮挡判断方法

摘要

一种基于面元空间分集的电磁遮挡判断方法，包括以下步骤1、将将要计算的目标表面划分成许多三角形面元来近似；2、判断三角形面元的朝向，面元朝向入射电磁波方向的面元称为亮面元，背向入射电磁波朝向的面元称为暗面元；3、将目标用多个立方体进行覆盖，立方体包围盒之间有重叠的部分，如果部分面元同时含于两个立方体包围盒中，则分在两个组中；4、判断所有亮面元与所有立方体包围盒之间的遮挡关系，如果亮面元没有被立方体包围盒遮挡，则该亮面元没有被该立方体包围盒中所有面元遮挡；5、如果亮面元被某立方体包围盒遮挡，则有被该立方体包围盒中的某个面元遮挡的情况，此时再遍历该立方体中的所有的面元，进行面元间的遮挡判断。

主权项

一种基于面元空间分集的电磁遮挡判断方法，其特征在于：具体包括以下步骤：步骤1：将将要计算的目标表面划分成许多三角形面元来近似；步骤2：判断三角形面元的朝向，面元朝向入射电磁波方向的面元称为亮面元，背向入射电磁波朝向的面元称为暗面元，暗面元是电磁波照射不到的部位，不需参与电磁计算，也不需要进行遮挡判断；步骤3：将目标用多个立方体进行覆盖，立方体包围盒之间有重叠的部分，包含在同一个立方体包围盒内的亮面元在同一组，以此将亮面元进行空间分集，如果部分面元同时含于两个立方体包围盒中，则分在两个组中；步骤4：判断所有亮面元与所有立方体包围盒之间的遮挡关系，如果亮面元没有被立方体包围盒遮挡，则该亮面元没有被该立方体包围盒中所有面元遮挡；所述判断所有亮面元与所有立方体包围盒之间的遮挡关系的具体步骤为：遍历所有面元，看是否被包围盒所遮挡；由此，面元是否被遮挡的问题归结为点是否被遮挡；设待判断面元重心的位置矢量为r0，立方体包围盒中心的位置矢量为rc，电磁波入射方向为坐标轴三个方向的单位矢量分别是如果r0被立方体遮挡，则必然被立方体的某个面遮挡，因此需要对立方体的6个面都进行遮挡判断；以外法向为的面为例进行说明，设射线在该面上交点的位置矢量为则该位置矢量还可表示为其中s是交点到待判断点沿方向的位移，由此，得关系式进一步可能得写成线性方程组的形式，得到[y^z^i^]αβs=r0-(rc+l/2x^)]]>其中是系数矩阵，都是列向量；当该系数矩阵奇异时，即行列式为零，则电磁波入射方向与该平面平行，不可能与该平面有交点；当该系数矩阵非奇异时，求解线性方程组得到α,β,s；射线被立方体的面包围的条件是交点位于立方体的面内，同时交点沿射线方向在待判断点的后方，即|α|＜l/2，|β|＜l/2，s＞0三式同时成立；法向为的各面也按照这种方法来处理，判断是否与立方体的各面相交；只要与立方体的一个面相交，就认为与此立方体相交，因此在具体计算过程中，不一定要遍历立方体所有的面；步骤5：如果亮面元被某立方体包围盒遮挡，则有被该立方体包围盒中的某个面元遮挡的情况，此时再遍历该立方体中的所有的面元，进行面元间的遮挡判断；所述进行面元间的遮挡判断的具体步骤为：设包围盒内三角形面元为ABC，判断待判断面元的重心r0是否被三角形面元ABC遮挡；设L1＝AB，L2＝AC，三角形ABC三个顶点的位置矢量分别为rA、rB、rC，则三角形所在平面上任一点r表示为r＝rA+α1L1+α2L；如果同时满足条件α1＞0、α2＞0、α1+α2＜1，则r在三角形内，否则r在三角形外；由于r是经过r0的入射射线上的一点，r也能用r0、入射方向表示，即其中s表示从r到r0的位移；s＞0时，r沿入射方向在r0的后面，此时三角形面元可能遮挡r0；s＜0时，r沿入射方向在r0的前面，此时三角形面元不可能遮挡r0；s＝0时，为临界情况，r0在三角形面元ABC上；在遮挡判断过程中，临界情况认为面元遮挡无效；根据r的两种表达式，得出如下关系：进一步可以写为线性方程组的形式：[L1L2i^]α1α2s=[r0-rA]---(1)]]>其中各矢量都是列向量，因此系数矩阵是一个方阵，在矩阵非奇异情况下求得三个未知数α1、α2、s；当同时满足条件α1＞0、α2＞0、α1+α2＜1、s＞0时，认为r0被面元遮挡，否则r0不被面元遮挡；再考虑系数矩阵奇异的情形，当奇异，即行列式为零时，表示三个矢量L1,L2,在同一平面上，则此时入射方向与三角形面元ABC平行，这种情况下r0也不会被面元遮挡；步骤6：计算并叠加各面元RCS，获得总RCS。