不同因素对舰船RCS特性的影响分析

舰船RCS是海上雷达系统探测回波强度的一个重要物理量,受多种因素影响,会呈现不规律的随机起伏。论文主要研究了粗糙海面的起伏特性、不同频率、不同极化方式以及不同入射方向的雷达入射电磁波对舰船RCS特性测量的影响,给出了粗糙海面的统计模型,运用时域有限差分法(FDTD)对舰船的RCS进行了计算仿真,研究结果为海面雷达的侦测提供了理论参考依据。     

入射声源对水下艇体散射场影响研究

简要介绍了用Helmholtz积分公式和Kirchhoff公式计算简单刚性几何形状目标的散射场过程,给出了水中壳体目标声散射的求解方法;基于Sysnoise软件在固定入射角下,改变入射波频率对水下艇体散射场进行仿真,得出频率对场点压力的影响;在固定入射波频率下,改变入射角度对艇体的散射场进行仿真,得出了不同入射角下散射场的指向特性.对轴对称的艇体,除平行轴线入射外,散射指向性呈非对称特性.在相同入射条件下,艇体目标的声散射特性基本符合角平分线规律.散射场压力的最大值出现在几何镜反射的方向上.     

舰炮隐形技术初探(续)

４．２　采用吸收雷达波的结构材料和涂敷材料（１）吸波材料的机理凡是使电磁穿过其表面，并对电磁波的能量有高耗损特性的材料，就能够吸收雷达波，称之为吸波材料（ＲＡＭ）。或者说，吸波材料系指能有效地吸收入射的雷达波，并使其散射衰减的材料。实用的雷达波吸收材料应能满足两个基本要求，即工作频带内的规定吸收性能和工作环境下的高使用性能。然而，在某些场合下，同一种材料很难同时达到这些要求。例如，用于军事目标的材料，不仅覆盖的频率要宽，而且对重量、结构尺寸及环境条件等要求都很苛刻。材料吸收电磁波的基本条件是：①…     

平面波照射下的球形目标散射函数计算

水下目标探测和识别的前提是对目标及其散射特性有良好的先验知识.研究目标的散射特性可以为水声主动探测和目标识别提供理论基础和技术支持.本文研究了平面波入射情况下无限大均匀介质中的球形目标散射函数求解问题.利用入射平面波的球函数展开形式和不同性状(刚性、软性)目标球表面的边界条件,推导得到了球形目标在球坐标和柱坐标系下的散射函数解析式,并进行了数值仿真.计算结果表明,自由场条件下,不同ka和性状的球形目标散射强度随方位角呈不同特性分布.     

舰船外形隐身改进的电磁散射特性影响分析

外形隐身技术是提高舰船生存力的重要手段,为研究对舰船电磁散射特性的影响,以典型舰船为基础,建立了考虑外形隐身前后的舰船电磁模型A,B,提出了RCS算术均值相对增值的概念。采用物理光学法,计算了不同俯仰角、不同入射频率下的RCS曲线,分析了2种舰船模型RCS曲线分布特点、俯仰角和频率变化关系,研究了外形隐身改进的电磁散射特性影响。结果表明,RCS曲线分布形式决定于舰船外形结构特点,俯仰角变化将导致散射波峰幅值和位置发生变化,频率增加时曲线震荡性增加且幅值减小;外形隐身改进主要影响前向角域,频率增加时相对增值增加,俯仰角变化相对增值呈震荡趋势。研究结果对舰船外形隐身设计有参考意义。     

水中目标回波脉冲包络起伏特征研究

水中目标散射声信号中蕴含了目标外形、结构、材质等物理属性信息,如何表征和提取这些属性信息一直是水中目标散射声信号分类与识别研究关注的焦点之一。为此,文章提出并研究了与水中目标属性信息相关联的散射声信号包络起伏特征,分析了该特征与目标外形、结构等物理属性间的内在关联及其形成机理,建立了相应的特征表征模型,并开展了理论仿真分析和模型实验验证研究。研究结果表明:体目标回波的脉冲包络起伏极值频率随入射声波的载频增加而增加,这体现了体目标的属性;Bench Mark模型的回波脉冲包络起伏频率与目标方位角密切相关,其中艏艉方向最大,正横方位最小。     

单根箔条偶极子电磁散射特性模型研究

根据散射原理、雷达截面积的物理意义,推导出箔条偶极子雷达截面积的定义式,分析出在不同极化波入射条件下,偶极子的雷达截面积精确计算公式。利用散射矩阵,讨论了散射特性。推导出不同空间取向偶极子的平均雷达截面,并给出计算结果。     

雷达目标电磁散射的水声模拟

水声模拟是雷达目标电磁散射特性测量的具有明显优势的一种新方法。首先从电磁波和声波的波动方程出发,分析了在一定边界条件下二维目标声波与电磁波散射的对应关系;其次针对三维电大尺寸的复杂目标,分析了对其进行水声模拟测量的可行性;最后,通过对平板目标的测量实验验证了水声模拟方法的正确性。     

有限元方法分析BeTSSi-Ⅱ标准潜艇模型低频目标强度

BeTSSi-Ⅱ标准潜艇模型具有较为完整的内部结构和接近真实潜艇的线型,因此其目标强度特性更接近真实潜艇。采用声-壳耦合有限元方法分析了收发合置BeTSSi-Ⅱ标准潜艇模型的低频目标强度,结果表明当频率大于100 Hz时,正横方向附近入射的目标强度大于其他方向入射的目标强度。进一步分析内部结构的影响,结果表明内部结构对正横方向附近入射的目标强度影响较小,而对首尾方向附近入射的目标强度影响较大。此外分析了BeTSSi-Ⅱ简化潜艇模型的目标强度,结果表明模型简化同样对正横方向入射的目标强度影响较小,而对首尾方向附近入射的目标强度影响较大。最后对比分析了BeTSSi-Ⅱ和BeTSSi-Ⅰ两种潜艇模型,结果表明两者的差异主要为内部结构的差异,如果忽略内部结构,两者的差别不大。     

有限长双层弹性圆柱壳体声散射研究

有限长双层弹性圆柱壳体散射声场的计算可在一定程度上估算水下目标的声散射特性,对此进行研究具有显而易见的工程实用价值。目前,对水下弹性体的声散射问题已得到了广泛而深入的研究,但对有限长双层弹性圆柱壳的声散射讨论的较少。本文借鉴无限长弹性壳体散射声场的计算结果,采用变形柱计算方法,导出了平面声波垂直入射时水中有限长双层圆柱壳散射声压的简单而明显的表达式,并给出远场散射形态函数,同时计算了远场平面声波在0～180°范围内入射到有限长双层弹性圆柱壳体的目标强度值。说明内外壳体散射声场形态函数的迭加在一定程度上可实现对双层弹性壳体散射声场的近似表达,同时双层壳体散射声场的形态函数声频特征较单层壳体的声频特征丰富等有意义的计算结果,为缩比模型的设计、建造等提供了基础判据。     

OpenGL在计算目标电磁散射特性中的应用

本文结合VC++6.0和OpenGL,介绍了3DS格式模型的读取及场景布置,运用深度缓存法判断目标在某一入射方向上的可见部分。该方法用于目标电磁散射的计算可以提高计算效率和快捷性。     

海杂波建模与仿真方法研究

雷达的基本任务是利用目标的电磁散射特性发现和识别目标,而目标存在或隐蔽于周围环境中,环境的电磁散射对雷达发现和识别目标产生的干扰称为雷达杂波,因此对雷达杂波特性的深入了解可以最大程度发挥雷达在杂波环境中的工作性能.论文通过对雷达杂波建模与仿真方法研究,为研究雷达最佳检测理论和最佳检测器设计的人员提供参考.     

弹道导弹中段RCS控制研究

RCS是影响防御系统雷达探测和目标识别的重要因素。针对导弹突防面临的预警雷达威胁,在空间弹道解算的基础上,分析弹头姿态角随时间的变化规律,建立雷达电磁波对导弹入射角模型。在雷达电磁入射角变化下,仿真分析弹道导弹中段RCS起伏特性。该研究为合理规划弹道导弹姿态控制要求,降低防御系统雷达探测跟踪能力具有一定的参考价值。     

目标覆盖层在典型浅海波导中的消声作用

应用非刚性表面声散射的物理声学方法,发展了基于射线跟踪技术的浅海波导中覆盖消声层目标回声计算的数值方法。选取Benchmark潜艇模型和两种假想的消声覆盖层(反射系数在垂直入射时相同,随角度增加的速率不同),讨论了自由空间和浅海信道中弱正梯度和负梯度两种典型声速剖面条件下刚性及覆盖消声层目标的回声特性。结果指出:由于自由空间和浅海波导中目标回声形成机理不同,这两种覆盖层对自由空间中的消声作用影响较小,对浅海波导中的消声作用影响较大;自由空间中消声覆盖层的消声作用不能完全反映其在浅海波导中的实际效果;在实际浅海波导中为了获得较好的消声作用,不仅要在0度入射角还应在小角度(0-30度左右)范围内将覆盖层的反射系数控制在较小的数值区间。     

掩埋目标声散射特征提取（英文）

Elastic acoustic scattering is important for buried target detection and identification. For elastic spherical objects, studies have shown that a series of narrowband energetic arrivals follow the first specular one. However, in practice, the elastic echo is rather weak because of the acoustic absorption, propagation loss, and reverberation, which makes it difficult to extract elastic scattering features, especially for buried targets. To remove the interference and enhance the elastic scattering, the de-chirping method was adopted here to address the target scattering echo when a linear frequency modulation(LFM) signal is transmitted. The parameters of the incident signal were known. With the de-chirping operation, a target echo was transformed into a cluster of narrowband signals, and the elastic components could be extracted with a band-pass filter and then recovered by remodulation.The simulation results indicate the feasibility of the elastic scattering extraction and recovery. The experimental result demonstrates that the interference was removed and the elastic scattering was visibly enhanced after de-chirping, which facilitates the subsequent resonance feature extraction for target classification and recognition.     

水下爆炸冲击波与气泡载荷作用下船体结构的动响应

由冲击波引起的结构动力毁伤与由气泡引起的结构动力毁伤机理不同.基于双渐近（DAA）理论,建立-套有限元方法与边界元方法相结合的数值计算程序.分别研究非接触水下爆炸冲击波载荷与气泡载荷作用下三维船体结构的动响应,阐述水下爆炸载荷与三维船体结构之间的流固耦合理论.通过算例,详细讨论冲击波与气泡载荷作用下船体结构的总体响应和局部响应的-些特征与机理.计算结果表明,在非接触水下爆炸中,冲击波主要是对船体结构造成局部毁伤,而气泡则会对船体结构造成总体与局部的双重毁伤.     

海洋观测平台在波浪中运动响应的数值模拟(英文)

Offshore observation platforms are required to have great ability to resist waves when they are operating at sea. Investigation on the motion characteristics of the platforms in the sea can provide significant reference values during the platform design procedure. In this paper, a series of numerical simulation on the interaction of a triple-hulled offshore observation platform with different incident waves is carried out. All of the simulations are implemented utilizing our own solver naoe-FOAM-SJTU, which is based and developed on the open source tools of OpenFOAM. Duration curves of motion characteristics and loads acting on the platform are obtained, and a comparison between the results of the amplitude in different incident waves is presented. The results show that the solver is competent in the simulation of motion response of platforms in waves.     

带横隔板开孔沉箱所受波浪力的研究

研究了斜向波与无限多开孔沉箱的相互作用。依照结构物的几何形状,整个流域被分成无限多个子域,在每个子域内应用特征函数展开法求解速度势。对于沉箱内的波浪运动,引入相位差概念;同时,在构造反射波模型时,考虑了结构物的几何形状影响。进行了数值试验,分析了开孔沉箱水平波浪力及横隔板受力特点,详细讨论了波浪入射频率、入射角度、相对消浪室宽度及开孔影响系数对开孔沉箱波浪力的影响。     

基于APM模型的电磁波三维可视化研究与实现

电磁环境可视化是战场可视化的关键内容,针对电磁环境复杂性的特点和目前电磁环境可视化研究多局限于二维平面且不能表现等值线、等值面内详细情况等问题,论文对于固定频率的电磁波,利用了APM（Advanced Propagation Model）模型计算出电磁环境垂直剖面上的基础数据,利用旋转把它扩展到三维数据场,然后在Matlab中利用三维散点图实现电磁数据场的立体三维可视化,同时也实现了等值面绘制,把电磁波的内部和边界很形象地表现出来,更加全面地展现了电磁环境.