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复合结构飞行器翼面RCS的数值计算

范宇  
【摘要】:隐身技术在世界范围内属国防高科技之一。雷达隐身技术的本质是尽可能降低目标的雷达散射截面(RCS),从而减小被雷达探测到的机会。目标RCS的精确计算和预估是飞行器隐身设计极其重要的一部分。美国的隐身技术世界领先,其中一个重要原因是其RCS的精确计算和设计已经解决。 本文针对飞行器(飞机、导弹)RCS的主要来源之一—翼面(机翼、弹翼)的电磁散射问题进行理论分析和其RCS的准确计算。 在翼面(机翼、弹翼)对雷达回波贡献最大的关键部位—翼面前后缘加载吸波介质材料代替原金属材料是减缩其RCS的有效方法。对这种金属—介质复合结构翼面的电磁散射分析和其RCS的准确计算是本文的主要内容,同时,本文也分析和计算了涂覆吸波介质翼面、吸波介质包裹金属骨架复合结构翼面及全金属结构翼面和全介质结构翼面的RCS。 本文将三维金属—介质复合结构翼面模型的RCS计算问题合理转化为二维金属—介质复合结构模型的RCS计算问题进行研究。 对二维电磁散射问题而言,可区分为TM波和TE波分别求解,本文对这两种情形均作了详细研究并求出问题的解。 计算方法方面,本文采用基于严格电磁场积分方程的矩量法来计算金属—介质复合结构目标的电磁散射。分别运用了体积分方程法和面积分方程法来求解问题。 RCS可区分为单站RCS和双站RCS,单站RCS的计算量虽然远大于双站RCS的计算量但(因为实际雷达系统多采用单站方式)更具有实际意义,因此本文不仅计算了双站RCS也计算了单站RCS。 本文的工作可望对金属—介质复合结构飞行器翼面的隐身设计和广泛应用的金属—介质复合结构目标的电磁散射分析和电磁结构设计提供理论指导。关键词;隐身技术,电磁散射,雷达散射截面,复合结构,矩量法,积分方程,TM波,TE波


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