采用高频法对舰船目标RCS的仿真计算

对舰船一类电特大尺寸复杂目标雷达散射截面（RCS）的计算通常是采用高频法。以舰船天线对舰船总体RCS的影响分析为例，研究了实际应用高频法计算舰船RCS的一些关键技术，其中包括目标几何建模和基于3D几何模型的舰船RCS计算原理和方法。     

采用高频法分析舰船桅杆对总体RCS的影响

对于舰船一类电特大尺寸复杂目标雷达散射截面（RCS）的计算通常都是采用高频法。分析桅杆天线对舰船总体RCS的影响,研究实际应用高频法预测分析舰船RCS特性的一些关键技术。结果表明,天线与天线之间存在的多次散射效应对舰船的总体RCS产生较大的影响。     

舰船雷达散射截面预估

介绍了舰船雷达散射截面（RCS）预估的方法及舰船RCS预估的理论基础——电磁场高频方法，并给出了用3D建模软件构建一些舰船几何模型与RCS计算结果。     

基于高频快速优化算法的舰船RCS分析

舰船雷达波隐身技术是舰船设计的重点工作,针对舰船RCS计算分析难点问题,提出了一种高频快速优化算法,可对电大尺寸舰船目标的RCS进行高效精确分析与求解,有效提高舰船雷达波隐身优化设计能力。     

俯仰角对典型水面目标散射影响分析

论文研究典型水面目标随俯仰角变化的RCS的空间特性,从舰船散射特点出发,分析不同散射特点的计算方法,详细分析射线追踪法、物理光学近似法及等效边缘电流法对假定水中舰船目标进行散射特性仿真计算,分析俯仰角对其散射特性的影响,分析典型峰值,得出典型水面目标的RCS特性随俯仰角的改变而发生改变的结论,俯仰角的散射量值与船体的构型、布局密切相关.     

舰船RCS整形设计中的电磁分析

减小舰船雷达散射截面（RCS）需要对舰船进行整形设计。本文从分析舰船典型结构——金属板的RCS与雷达波的入射角、频率及几何尺寸的关系出发,采用物理光学法导出了金属平板RCS与倾斜角的理论公式,确定了在单频点或多频点对平板进行雷达隐身设计的最佳倾斜角,通过具体实例说明了在舰船整形设计时,采用本文给出的计算公式可以对舰船的RCS和舱室容积进行折衷设计。结论对舰船雷达隐身设计具有指导意义。     

基于ISAR水面舰船高频区散射中心特征提取仿真研究

水面舰船在高频区呈现复杂散射特征,其散射中心是ISAR图像目标识别的重要特征。本文基于水面舰船目标的散射特点,构建具有代表性的水面舰船目标散射中心模型。首先采用传统射线追踪法(SBR)分析该目标的RCS变化趋势,明确散射亮点区域。通过选用基于图像的ISAR目标散射中心特征提取方法,实现高频区水面舰船目标散射中心确定及判别。通过与SBR方法定位的散射亮点对比,验证了本文提出的水面舰船ISAR散射中心特征提取方法适用于水面舰船散射特性研究。可用于指导同类目标的雷达波散射特征控制及信号检测。     

利用抛物线方程方法计算目标RCS

目前的RCS计算方法主要是低频算法(如MoM、FEM、FDTD)和高频近似方法(如PO、GTD、UTD).这两种方法各有利弊,低频算法主要处理的目标电尺寸小于或等于波长的量级,而高频近似方法则在处理上百个波长的目标时更为擅长.因此,对于几个波长和数十个波长的目标,使用一种抛物线方程方法计算RCS,推导出了用于计算目标RCS的三维抛物线方程.为了显示方法的有效性,计算了一个导体球的RCS,并与解析解对比,二者吻合得相当好.     

基于改进的多层快速多极子算法在舰船RCS计算中的应用

针对舰船RCS提出了对多层快速多极子算法(MLFMA)的改进措施,主要是使用目标旋转法来降低计算的内存需求和提高计算速度.通过目标的旋转,可减小多层快速多极子算法包含目标最高层盒子的尺寸,从而减小了辐射模式取样数和邻近的相互作用,使得在内存需求和计算速度上有明显改进.数值计算结果表明了该方法对舰船类大型目标的有效性和可靠性.这一改进措施对于舰船等电大尺寸目标的电磁特性计算很有实际意义.     

舰船进气格栅隐身性分析及灵敏度计算

[目的]舰船进气格栅的几何参数众多,对所有几何参数开展雷达波隐身性优化的计算成本过大,为此,需掌握格栅雷达散射截面(RCS)灵敏度较大的几何参数序列。[方法]以某典型舰船进气格栅为研究对象,开展进气格栅参数化建模、电磁散射计算参数设定和计算方法研究,利用中心有限差分方法计算各几何参数对屏蔽效率的灵敏度。[结果]获取了各几何参数下的雷达波散射特性变化规律和进气格栅隐身优化的几何参数序列,验证了构建的舰船进气格栅隐身性分析及灵敏度计算方法的合理性和可行性。[结论]分析计算结果可应用于舰船进气格栅的雷达波隐身优化设计中。     

舰船目标RCS水面模拟试验及其应用探讨

舰船目标作为海上运行的武器平台,其电磁散射的最本质特征体现为目标与海面环境一体化的复合散射。在舰船目标雷达波隐身性设计中,需要开展模拟RCS试验来验证方案可行性。针对舰船所处海面环境的特点,采用双射线追踪方法分析了随机粗糙海面对舰船散射回波特性的影响,提出了关于舰船雷达波隐身设计流程的建议,论证并指出在技术设计阶段需要用接近实际环境的方法进行水面环境舰船隐身设计验证,结合数值仿真与本体RCS试验,掌握并控制舰船隐身性指标和强散射"要害点",并从场地开阔性、测试方法等方面提出了舰船目标RCS水面模拟试验的测试要求,从RCS指标设计验证、强散射中心分析、总体多专业协同设计等方面,探讨了模拟试验方法的应用和发展方向。     

基于Bagging-GPR的舰船目标RCS频率外推技术北大核心CSCD

[目的]针对高频情况下使用传统仿真、实测方法获取舰船目标RCS受限的问题,提出一种结合引导聚集(Bagging)算法与基于谱混合协方差函数的高斯过程回归(GPR)模型的混合方法(Bagging-GPR),从而根据仿真和实测得到的低频段RCS数据,准确高效地外推高频段的RCS数据。[方法]首先,根据舰船目标低频段单站RCS数据,以重采样的方式获取训练子集,并使用基于谱混合协方差函数的GPR模型对各子集的RCS数据在频域上进行外推;然后,通过Bagging算法将各子集的外推结果进行混合,以进一步提高GPR的外推精度和鲁棒性;最后,分别在舰船模型的仿真数据集和实测数据集上对Bagging-GPR混合方法的性能予以试验验证。[结果]结果表明,Bagging-GPR可以实现实时外推,预测值与仿真值、实测值基本一致,均方根误差很小。[结论]所提方法具有较高的频域RCS数据外推精度和良好的鲁棒性,可为快速获取目标的高频RCS特征提供一种新的技术手段。     

舰船高频雷达散射截面的快速精确计算

分析大型舰船类目标高频电磁散射特性对未来海战具有重要实用意义.针对当前目标高频电磁散射计算精度有限的问题,在CAD构建舰船表面模型的基础上,用多层快速多极子方法(MLFMA)对舰船类目标进行高频电磁散射截面进行分析.仿真结果表明,多层快速多级子算法能准确快速预估大型舰船目标的高频散射截面,并且具有耗时较少的特点,为高频雷达系统的研究及舰船设计提供有效的参考数据.     

水声探测技术在舰船RCS测量中的应用

舰船等电极大尺寸目标的RCS测量一直是一项非常复杂而棘手的难题,而俄罗斯发展了水声探测技术并运用于RCS的测量中.本文将俄罗斯水声探测技术介绍给国内同行,从水声的角度探究了解决RCS测量难题的方法.首先对探测设施--回声室作了简单的介绍,然后对声波散射和电磁波散射的相似性进行了定量的分析.最后得出结论,利用水声探测技术有望较好地解决舰船等目标的RCS测量难题.     

舰船 RCS岸基测试与数据处理方法

针对武器装备发展对舰船目标特性的需求,本文从电磁散射理论与雷达测试两方面闸述雷达散射截面定义,表明了 RCS在电磁散射理论和工程测量上概念是统一的。归纳岸基 RCS测试的相对比较法,提出岸基雷达在掠海水平方向测试舰船 RCS所需信噪比、采集数据量等要求,讨论远场测试条件,规定了最远和最近测试距离,确保测试舰船 RCS结果的准确性。应用统计方法对原始数据进行处理,给出处理 RCS均值、误差、概率密度、累计分布函数等方法和应用过程。本文提出的舰船 RCS岸基测试方法,满足武器装备论证、试验鉴定等对舰船RCS应用要求。     

舰船RCS岸基测试与数据处理方法

针对武器装备发展对舰船目标特性的需求,本文从电磁散射理论与雷达测试两方面闸述雷达散射截面定义,表明了RCS在电磁散射理论和工程测量上概念是统一的。归纳岸基RCS测试的相对比较法,提出岸基雷达在掠海水平方向测试舰船RCS所需信噪比、采集数据量等要求,讨论远场测试条件,规定了最远和最近测试距离,确保测试舰船RCS结果的准确性。应用统计方法对原始数据进行处理,给出处理RCS均值、误差、概率密度、累计分布函数等方法和应用过程。本文提出的舰船RCS岸基测试方法,满足武器装备论证、试验鉴定等对舰船RCS应用要求。     

基于电磁建模的舰船雷达波隐身技术

介绍了高频电磁散射特性仿真在舰船雷达波隐身技术研究中的应用。对舰船进行三维几何建模,采用高频电磁算法计算了舰船简化模型的雷达散射截面、高分辨率一维距离像和二维聚束合成孔径雷达成像。通过数值算例分析了外形轮廓和吸波材料参数对舰船雷达波散射特性的影响,为舰船的雷达波隐身技术研究提供了有力的数据支撑,为新型舰船的雷达波隐身设计提供了理论指导。     

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。     

英国45型驱逐舰桅杆的隐身性能分析

桅杆作为舰船雷达反射的重要源,将直接影响到舰船的整体隐身性能.基于特定的雷达探测条件,采用物理光学法,针对英国45型驱逐舰桅杆RCS的分布情况进行计算,并结合电磁理论对该舰船桅杆的雷达散射机制进行研究.在此基础上,分别以威胁区域内RCS的最大值、平均值、雷达检测的平均概率及大于临界RCS值概率的4种已有指标对不同围板倾角桅杆模型的隐身性能进行多重评估,并提出修改方案.结果表明,原桅杆模型各项指标良好,该舰船桅杆设计较为合理.     

舰船外形雷达隐身优化设计

在舰船设计过程中,其雷达隐身性能是一项重要的设计指标。本文针对舰船雷达截面散射RCS模型,采用遗传算法进行舰船雷达隐身的优化设计,基于遗传算法可以得到舰船外形的设计变量组合,通过变量迭代和寻优,实现舰船的RCS优化设计,提高其隐身性能。相对于传统的舰船隐身设计方法,本文所提方法采用了多目标优化理论,隐身设计的效率更高,效果更好。