复杂目标电磁特性计算

论文摘要

本论文研究复杂目标电磁特性的计算方法,研究目标为飞机和导弹等电大尺寸目标,研究内容涉及电磁散射理论和逆合成孔径雷达成像模拟工作。本论文研究的主要目的旨在为武器系统隐身及反隐身,实现武器作战及效果评估的实时仿真打下基础。作者所作的主要工作和研究成果如下:首先研究了雷达成像的基础,给出了逆合成孔径雷达成像的相关原理和计算公式。总结了物理光学的Gordon,Ludwig和图形法三种积分形式,并且在物理光学方法的基础上,结合几何光学方法和区域投影方法,研究了复杂目标RCS计算中的多次散射问题,推导了用于多次散射计算的—区域投影/物理光学(AP/PO)方法。对物理光学在电磁散射中的应用作了总结,提出了由物理光学和几何光学结合的方式进行成像模拟的实用性。通过软件编程实现“复杂目标ISAR图像仿真系统”,对电大尺寸复杂目标RCS计算的关键技术进行了研究,展示了将系统应用于复杂目标的情况,主要针对飞行器及导弹等军事目标,并将复杂目标的RCS计算结果进行简单的分析,最后给出精确度验证,获得了较为满意的结果。最后,实现了复杂目标的森林场景模拟,并给出了森林场景模拟的构建方法和模拟结果,并将应用到复杂目标的电磁特性计算的下一步的工作中去。

论文目录

• 中文摘要
• ABSTRACT
• 序
• 1 引言
• 1.1 研究背景及意义
• 1.2 研究概况
• 1.3 论文结构
• 2 雷达成像原理及RCS 计算方法研究
• 2.1 雷达成像原理
• 2.1.1 ISAR 成像
• 2.2 RCS 计算方法研究
• 2.2.1 几何光学法
• 2.2.2 物理光学法
• 2.2.3 Gordon 方法
• 2.2.4 Ludwig 算法
• 2.2.5 图形法
• 2.2.6 介质表面情况
• 2.2.7 粗糙表面
• 2.3 小结
• 3 复杂目标RCS 计算
• 3.1 多次散射的计算
• 3.1.1 AP/PO 方法原理
• 3.1.2 AP/PO 方法的基本算法
• 3.1.3 判断遮挡
• 3.1.4 判断二次反射
• 3.2 复杂目标RCS 计算
• 3.3 小结
• 4 复杂目标ISAR 图像仿真系统
• 4.1 系统各模块简介
• 4.1.1 系统结构设计
• 4.1.2 文件读入模块
• 4.1.3 RCS 计算模块
• 4.1.4 一维高分辨计算模块
• 4.1.5 二维高分辨计算模块
• 4.2 复杂目标RCS 计算
• 4.2.1 F16 战斗机模拟
• 4.2.2 J7 战斗机模拟
• 4.2.3 DF15 导弹模拟
• 4.3 精度验证
• 4.3.1 金属导电球计算结果与理论值的对比
• 4.3.2 复杂目标计算结果与其他文献结果对比
• 4.4 小结
• 5 复杂目标与植被的微波成像模拟
• 5.1 引言
• 5.2 森林场景的构建
• 5.3 森林场景的模拟结果
• 5.4 小结
• 6 结论
• 参考文献
• 作者简历