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《安徽大学》 2005年
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基于大角度抛物线方程方法的多体目标RCS计算

尹玉  
【摘要】:目前电磁计算领域有许多比较成熟的数值计算方法,但用这些方法求解电大尺寸目标的电磁散射时,会受到计算时间或计算内存的限制,使计算难以实现,所以这些方法在处理电大尺寸目标的散射时仍不是很好的方法。近些年抛物线方程(PE)方法又重新被提出用于电磁散射的计算,它可以克服这些数值方法计算时间较长或对计算机内存要求过高的缺陷。利用PE方法计算电大尺寸目标的电磁散射,计算时间大大减少,同时又可以克服高频近似法结果误差较大的缺陷。 本文提出将Claerbout近似用于抛物线方程算子的展开,Claerbout近似的优点在于其将抛物线近轴计算角度大大提高,由标准抛物线方程的0~15°,提高到0~40°。减少了转轴的次数,大大节省了计算时间。为实际工程中快速求解电大尺寸目标的双站RCS奠定了基础。论文对大角度抛物线方程方法进行了初步的研究和计算,具体做了以下几方面的工作: 1.从波动方程出发推导出自由空间及完全匹配层中的Claerbout大角度抛物线方程,使得计算角度可扩大到0~40°,并且使得计算目标散射截面时旋转次数大大减少,为实际工程中快速求解电大尺寸目标的双站RCS奠定了理论基础。 2.用Crank-Nicolson有限差分方法差分抛物线方程,简化了空间场矩阵转换形式,使近区任何一个截面的散射场都可以由前一个面上的场通过简单的矩阵转换得到,从而大大提高了计算速度。利用完全匹配层(PML)截断边界,并以Crank-Nicolson差分形式迭代递推。利用傅立叶变换及近远场转换求解远区的散射场。 3.计算一些简单目标的单、多体RCS,结果与矩量法(MOM)比较,证明该方法的快速、准确性。 抛物线方程方法的研究为散射目标和雷达设计提供了一种重要的理论依据,对于提高雷达对目标的识别和判断能力,提高目标的生存能力及隐身技术、反隐身技术的研究,以及对目标雷达探测和目标识别都有重要意义。
【学位授予单位】:安徽大学
【学位级别】:硕士
【学位授予年份】:2005
【分类号】:TN953

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