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有耗目标电磁散射缩比测量的相似律研究

本文提出了三个对有耗介质目标进行散射缩比测量时,所应遵循的相似法则。只要满足其中一个相似法则,就可以把所测的模型雷达散射截面(RCS)变换为原型的RCS。文中给出了三个相似法则的使用范围,相似条件及RCS诱导  (本文共8页) 阅读全文>>

国防科学技术大学
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隐身目标低频宽带电磁散射特性研究

隐身与反隐身的对抗是现代电子战中的一个重要方面,研究目标的电磁散射特性是隐身装备研制与反隐身系统开发的基础。本文针对低频、宽带雷达在反隐身中的可能应用,从理论预估和实验测量两个方面研究隐身目标的低频、宽带电磁散射特性。在众多的雷达目标散射特性预估方法中,本文选用时域有限差分法(FDTD)作为主要的理论预估方法。在开发完成结构化FDTD宽带散射计算程序的基础上,针对隐身目标的电大尺寸、复杂外形和低散射回波等特点,重点研究了节省FDTD计算内存和时间的新方法、复杂目标的自动网格剖分技术、以及共形FDTD等问题,主要成果有:● 首次实现了理论上可节省33%内存的R-FDTD在散射计算中的应用,计算精度与标准FDTD相同,提高了PC机对电大尺寸目标的仿真能力;● 探索了R-FDTD与ADI-FDTD相结合实现内存开销和计算时间同时减缩的途径,提出了可行的二维计算式,三维结合思路也已基本形成;● 用八叉树分区法对被广为应用的Auto CA...  (本文共162页) 本文目录 | 阅读全文>>

武汉大学
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非均匀各向异性阻抗目标电磁散射建模方法研究

理想导电目标表面涂覆各向异性介质情形下的电磁散射问题,近年来在电波传播、目标特性、雷达探测、电磁兼容、微波遥感、电子对抗、天线辐射等领域有着广泛的应用,具有重要的工程应用前景。目标表面涂敷的各向异性介质不光可以吸收雷达的入射波,还能通过改变介质光轴的方向控制散射场的空间分布,将散射能量集中到雷达的非探测方向,从而实现目标的隐身设计。各向异性阻抗作为一种广泛采用的等效模型,将导电目标表面涂敷的薄介质等效为无厚度的阻抗表面,各向异性介质采用表面阻抗并矢来表征。并通过阻抗边界条件(IBC)在目标表面建立切向电场和切向磁场之间的关系。由于目标表面阻抗与入射波的入射方向以及极化都是有关系的,对于复杂目标的目标表面的不同局部,其表面阻抗也是不一致的,这就导致了各向异性阻抗目标表面阻抗具有不均匀性。且在实际工程应用中目标表面涂覆的各向异性介质材料不可能是完全均匀的,由此得到的阻抗等效模型其表面阻抗也应是非均匀的,如由沙石、土壤、植被等组成的地...  (本文共99页) 本文目录 | 阅读全文>>

中国科学院研究生院(电子学研究所)
中国科学院研究生院(电子学研究所)

地下目标电磁散射的时域有限差分计算

地下目标电磁散射是散射计、探地雷达、合成孔径雷达等遥感系统的理论基础之一。本文集成多项计算电磁学中的先进计算技术,建立了地下目标电磁散射的高效、精确计算模型;在建立的地下目标计算模型基础上,开发了地下目标散射的计算程序,并对程序的计算精度和效率作了深入仔细的研究;通过分析计算机软、硬件并行技术,指出了地下目标散射FDTD计算的难点和关键,给出了一种简单、易行的并行方案以及实施结果;利用开发的并行地下目标散射计算程序,对地下目标的散射特征作了计算和分析;最后本文还对各向异性目标,随机粗糙面下的目标的散射作了初步研究。  (本文共119页) 本文目录 | 阅读全文>>

西安电子科技大学
西安电子科技大学

复杂目标电磁散射的FDTD及FDFD算法研究

本文基于Yee元胞理论中电场分量位于元胞棱边中点处,而磁场分量位于元胞侧面中心处的空间排布特点,采用等效介质参数的方法,研究了处理磁性及电磁性介质曲面、介质基底涂层目标和理想导体基底涂层目标的共形FDTD方法。对于介质曲面,共形网格上电场采样点处的介电常数和电导率根据相应棱边上介质和自由空间所占的长度加权平均得到等效值:而磁场节点处的磁导系数和导磁率根据相应侧面上介质和自由空间所占的面积加权平均得到等效值。通过在目标边界处引入等效介质参数,减小了常规FDTD模拟曲面目标时的阶梯近似误差,有效地提高了FDTD方法的计算精度。对于以介质为基底表面包含薄涂层的共形网格,电场采样点处的介电常数和电导率的等效值根据相应元胞棱边上介质、涂层和自由空间所占的长度加权平均得到,而磁场采样点处的磁导系数和导磁率的等效值根据相应元胞侧面上介质、涂层和自由空间所占的面积加权平均得到。共形网格上节点的电磁场递推式与常规FDTD递推式形式相同,只是递推式...  (本文共161页) 本文目录 | 阅读全文>>

西安电子科技大学
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基于GPU的目标电磁散射特性分析与特征提取方法

目标电磁散射特性分析,特别是雷达散射截面(Radar Cross Section,RCS)的计算对国防建设以及民用方面都有着重要的意义。其中电磁散射特性分析可应用于国防领域内的雷达成像、目标分类与识别、目标隐身与反隐身设计,此外还可以应用于天线设计及遥感探测等民用领域。如何快速且准确地计算目标的RCS一直是计算电磁学的研究热点,高频近似方法中的物理光学法(Physical Optics,PO)和弹跳射线法(Shooting and Bouncing Ray,SBR)在计算电大尺寸复杂目标时具有原理简单、易于实现等特点。但传统的PO算法和SBR算法实现过程中需要对面元进行一一遮挡判断,造成计算耗时严重。因此本文通过引入并改进计算图形学中的八叉树和Z-buffer方法对PO法进行改进,并利用图形处理器(Graphics Processing Unit,GPU)对PO法进行并行加速,通过引入KD-tree结构对SBR算法中的射线追踪过...  (本文共92页) 本文目录 | 阅读全文>>

西安电子科技大学
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高超声速目标电磁散射的FDTD并行算法研究

作为计算电磁学中最常用的经典数值仿真方法之一,时域有限差分差分方法(FDTD)具备了适用范围广、计算简单等优势。然而,在研究高超声速飞行器目标电磁散射问题时,传统的串行FDTD方法面临计算耗时长、内存需求高等缺点,严重阻碍了此类问题仿真计算的研究进度。如今,串行FDTD方法单进程运行计算的方式难以发挥计算机多核多处理器的优势,同时,对于复杂电大尺寸目标的电磁散射问题,常规硬件设备内存的难以满足计算需求。论文利用了FDTD方法天然的网格并行迭代计算优势,基于消息传递接口库(MPI)将传统的FDTD方法进行并行化处理,论文给出了并行FDTD程序的设计思路和框架。研究了FDTD算法的MPI并行化实现流程,重点探讨了三维虚拟拓扑结构的建立、进程之间的通信过程、计算区域的划分等内容。论文的具体工作内容如下:1、基于主从式的MPI编程模式,使用Fortran编程语言,完成了能够仿真计算常规介质和非磁化等离子体色散介质电磁散射的并行FDTD程...  (本文共81页) 本文目录 | 阅读全文>>