CN103632036A - 目标的电磁热点分布图构建方法和系统 - Google Patents

目标的电磁热点分布图构建方法和系统 Download PDF

Info

Publication number
CN103632036A
CN103632036A CN201310547888.6A CN201310547888A CN103632036A CN 103632036 A CN103632036 A CN 103632036A CN 201310547888 A CN201310547888 A CN 201310547888A CN 103632036 A CN103632036 A CN 103632036A
Authority
CN
China
Prior art keywords
triangle bin
incident
triangle
bin
radar beam
Prior art date
Legal status (The legal status is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the status listed.)
Granted
Application number
CN201310547888.6A
Other languages
English (en)
Other versions
CN103632036B (zh
Inventor
李焕敏
闫华
董纯柱
王超
殷红成
Current Assignee (The listed assignees may be inaccurate. Google has not performed a legal analysis and makes no representation or warranty as to the accuracy of the list.)
Beijing Institute of Environmental Features
Original Assignee
Beijing Institute of Environmental Features
Priority date (The priority date is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the date listed.)
Filing date
Publication date
Application filed by Beijing Institute of Environmental Features filed Critical Beijing Institute of Environmental Features
Priority to CN201310547888.6A priority Critical patent/CN103632036B/zh
Publication of CN103632036A publication Critical patent/CN103632036A/zh
Application granted granted Critical
Publication of CN103632036B publication Critical patent/CN103632036B/zh
Active legal-status Critical Current
Anticipated expiration legal-status Critical

Links

Images

Landscapes

  • Radar Systems Or Details Thereof (AREA)
  • Aerials With Secondary Devices (AREA)

Abstract

本发明公开了一种目标的电磁热点分布图构建方法和系统,所述方法包括:对于目标的三维三角网格模型中的每个三角面元,根据指定的雷达波束的入射方向计算出该三角面元对入射的雷达波束所产生的镜面反射电流、边缘绕射电流,以及N次反射电流之和,得到该三角面元的等效电流;并根据该三角面元的等效电流计算出该三角面元的散射电场场强后,根据该三角面元的等效电流和散射电场场强计算出该三角面元的电磁热点数据;对于三维三角网格模型中的每个三角面元,根据该三角面元的电磁热点数据使用对应的颜色附着于该三角面元上,得到目标的N次反射的三维电磁热点分布图;其中,N为预设的自然数。应用本发明,以准确判断出目标的强电磁散射结构。

Description

目标的电磁热点分布图构建方法和系统
技术领域
本发明涉及雷达技术,尤其涉及一种目标的电磁热点分布图构建方法和系统。
背景技术
隐身技术是研究如何降低目标被电磁波、声波、红外光和可见光等探测系统发现与跟踪的可能性的各种技术的总称,其中,针对电磁波的雷达隐身技术是重点。雷达隐身技术的核心在于减小RCS(Radar Cross Section,雷达散射截面积),通常,在雷达散射目标的隐身设计中,需要首先对目标模型进行雷达散射特性分析,并根据分析数据判断目标模型的强电磁散射结构,再对这些强电磁散射结构部位采取各种RCS减缩措施。
目前,对目标模型进行雷达散射特性分析的方法主要依赖于基于射线弹跳的方法和表面流的诊断方法。其中,基于射线弹跳的方法,从电磁波的入射和散射途径入手,通过记录每一根射线管的路径,反映电磁波在目标内的能量传递,进而反映目标内多径散射机理。
然而,上述方法只能反映目标内多径散射机理,并能不够为判断目标模型的强电磁散射结构提供有力的依据。
表面流的诊断方法,主要基于电磁积分方程,分析目标表面电流的分布情况,能有效反映目标结构细节对表面流的影响,进而反映各细节电流变化对散射特性的影响。
本发明的发明人发现,虽然上述方法能够确定出目标表面电路的分布情况,但是在某些情况下,目标表面电流的强度并不与目标表面散射强度相一致,也就是说,通过依据电流分布判断目标模型的强电磁散射结构会存在一定的误差,使针对目标的隐身设计存在缺陷。
因此,有必要提出一种能够准确判断出目标的强电磁散射结构的方法和系统。
发明内容
本发明实施例提供了一种目标的电磁热点分布图构建方法和系统,以准确判断出目标的强电磁散射结构。
根据本发明的一个方面,提供了一种目标的电磁热点分布图构建方法,包括:
对于目标的三维三角网格模型中的每个三角面元,根据指定的雷达波束的入射方向计算出该三角面元对入射的雷达波束所产生的镜面反射电流、边缘绕射电流,以及N次反射电流之和,得到该三角面元的等效电流;并
根据该三角面元的等效电流计算出该三角面元的散射电场场强后,根据该三角面元的等效电流和散射电场场强计算出该三角面元的电磁热点数据;
对于所述三维三角网格模型中的每个三角面元,根据该三角面元的电磁热点数据使用对应的颜色附着于该三角面元上,得到所述目标的N次反射的三维电磁热点分布图;其中,N为预设的自然数。
进一步,所述计算出该三角面元对入射的雷达波束所产生的镜面反射电流,具体为:
根据如下公式1计算出该三角面元对入射的雷达波束所产生的镜面反射电流:
J PO = 2 n ^ × H i ( r → )      (公式1)
其中,JPO为所述镜面反射电流;
Figure BDA0000409539990000022
为该三角面元的法向矢量;
Figure BDA0000409539990000023
为该三角面元的入射磁场场场强。
进一步,所述计算出该三角面元对入射的雷达波束所产生的边缘绕射电流,具体为:
根据如下公式2计算出该三角面元对入射的雷达波束所产生的边缘绕射电流:
J EEC = 2 n ^ × H d ( r → )     (公式2)
其中,JEEC为所述边缘绕射电流;
Figure BDA0000409539990000025
为该三角面元的法向矢量;
Figure BDA0000409539990000026
为该三角面元的等效边缘流。
进一步,所述
Figure BDA0000409539990000027
根据如下公式3计算得到:
H d ( r → ) = Ω jke - jRk · s ^ 4 π η 0 R ∫ l { η 0 t ^ × s ^ ( 1 + 1 jkR ) I ( r ′ ) +     (公式3)
[ s ^ × ( s ^ × t ^ ) ( 1 + 1 jkR - 1 k 2 R 2 ) + 2 jkR t ^ · s ^ ( 1 + 1 jkR ) ] M ( r ′ ) } dr ′
其中,Ω为该三角面元的入射系数;R为观测点到该三角面元的绕射点的距离;k为入射波数;
Figure BDA00004095399900000210
为该三角面元的散射方向单位矢量;η0为空气中的波阻抗;
Figure BDA00004095399900000211
为该三角面元的边缘正向单位矢量;I(r′)为该三角面元的等效边缘电流;M(r′)为该三角面元的等效边缘磁流。
进一步,所述计算出该三角面元对入射的雷达波束所产生的N次反射电流之和,具体为:
根据如下公式6计算出该三角面元对入射的雷达波束所产生的N次反射电流:
J SBR ( r → ) = 2 n ^ × H SBR ( r → )    (公式6)
其中,
Figure BDA0000409539990000032
为所述N次反射电流之和;
Figure BDA0000409539990000033
为该三角面元的法向矢量;
Figure BDA0000409539990000034
为该三角面元的反射磁场场强。
进一步,所述
Figure BDA0000409539990000035
根据如下公式7计算得到:
H SBR ( r → ) = Σ q = 2 N X q c H q h ^ q exp ( - j Y q · r → q )      (公式7)
其中,N为入射的雷达波束在该三角面元发生反射的次数;
Figure BDA0000409539990000037
为入射的雷达波束在该三角面元发生第q次反射时入射磁场场强的幅度加权因子;Hq为入射的雷达波束在该三角面元发生第q次反射时入射磁场场强的幅度;
Figure BDA0000409539990000038
为入射的雷达波束在该三角面元发生第q次反射时入射磁场的极化方向;Yq为入射的雷达波束在该三角面元发生第q次反射时入射磁场的波矢量;为入射的雷达波束在该三角面元发生第q次反射时反射点的位置矢量。
进一步,所述Hq、所述
Figure BDA00004095399900000310
所述Yq,以及所述
Figure BDA00004095399900000311
是根据该三角面元的入射磁场场场强,依据射线弹跳法确定得出的。
进一步,所述根据该三角面元的等效电流计算出该三角面元的散射电场场强,具体为:
入射的雷达波束在该三角面元发生1次以上反射时,根据如下公式8计算出该三角面元的等效电流JS
JS=JPO+JEEC+JSBR   (公式8)
其中,JPO为所述镜面反射电流;JEEC为所述边缘绕射电流;
Figure BDA00004095399900000312
为所述N次反射电流之和;
根据如下公式9计算出该三角面元的散射电场场强Es
E s ≈ jk 4 π e - jkR R [ s ^ × ( M ( r ′ ) + I ( r ′ ) + η 0 s ^ × J s ) ] · ΔA · I     (公式9)
其中,R为观测点到该三角面元的绕射点的距离;k为入射波数;
Figure BDA00004095399900000314
为该三角面元的散射方向单位矢量;η0为空气中的波阻抗;I(r′)为该三角面元的等效边缘电流;M(r′)为该三角面元的等效边缘磁流;ΔA为该三角面元的面积;I为该三角面元的形状函数的傅立叶变换。
进一步,所述根据该三角面元的等效电流和散射电场场强计算出该三角面元的电磁热点数据,具体为:
J HOT = | J S | ΔA E S    (公式10)
其中,JS为该三角面元的等效电流;Es该三角面元的散射电场场强;ΔA为该三角面元的面积。
根据本发明的另一个方面,还提供了一种目标的电磁热点分布图构建系统,包括:
等效电流计算模块,用于对于目标的三维三角网格模型中的每个三角面元,根据雷达波束的入射方向计算出该三角面元对入射的雷达波束所产生的镜面反射电流、边缘绕射电流,以及N次反射电流之和,得到该三角面元的等效电流;其中,N为预设的自然数;
散射电场场强计算模块,用于对于所述三维三角网格模型中的每个三角面元,根据所述等效电流计算模块计算出的该三角面元的等效电流计算出该三角面元的散射电场场强;
电磁热点数据计算模块,用于对于所述三维三角网格模型中的每个三角面元,根据所述等效电流计算模块计算出的该三角面元的等效电流,以及所述散射电场场强计算模块计算出的该三角面元的散射电场场强,计算出该三角面元的电磁热点数据;
着色模块,用于对于所述三维三角网格模型中的每个三角面元,根据所述电磁热点数据计算模块计算出的该三角面元的电磁热点数据使用对应的颜色附着于该三角面元上,得到所述目标的N次反射的三维电磁热点分布图。
本发明实施例的技术方案中,根据计算得出的标模型中每个三角面元的镜面反射电流、边缘绕射电流、多次反射电流之和,得出该三角面元的等效电流和散射电场场强,并根据该等效电流和散射电场场强计算出该三角面元的电磁热点数据,之后,根据该电磁热点数据对应的颜色附着与该三角面元上,从得到目标的多次反射的三维电磁热点分布图,在模型中的三角面元的电磁热点数据值越高,该三角面元的颜色越趋近于暖色,相反,在模型中的三角面元的电磁热点数据值越低,该三角面元的颜色越趋近于冷色,这样,通过分布图中的颜色分布,便可以准确直观地判断出目标的强电磁散射结构,在后续的隐身设计中,对分布图中暖色调区域进行改进,以使RCS有效减缩。
附图说明
图1为本发明实施例提供的目标的电磁热点分布图构建方法的流程示意图;
图2为本发明实施例提供的目标的N次反射的三维电磁热点分布示意图;
图3为本发明实施例提供的目标的电磁热点分布图构建系统的结构示意图。
具体实施方式
为使本发明的目的、技术方案及优点更加清楚明白,以下参照附图并举出优选实施例,对本发明进一步详细说明。然而,需要说明的是,说明书中列出的许多细节仅仅是为了使读者对本发明的一个或多个方面有一个透彻的理解,即便没有这些特定的细节也可以实现本发明的这些方面。
本申请使用的“模块”、“系统”等术语旨在包括与计算机相关的实体,例如但不限于硬件、固件、软硬件组合、软件或者执行中的软件。例如,模块可以是,但并不仅限于:处理器上运行的进程、处理器、对象、可执行程序、执行的线程、程序和/或计算机。举例来说,计算设备上运行的应用程序和此计算设备都可以是模块。一个或多个模块可以位于执行中的一个进程和/或线程内。
本发明的发明人考虑到,目标模型中三角面元的电磁热点数据能够反映出该三角面元的散射强度,通过计算目标模型中每个三角面元的镜面反射电流、边缘绕射电流、多次反射电流之和,得出该三角面元的等效电流和散射电场场强,并根据该等效电流和散射电场场强计算出该三角面元的电磁热点数据,之后,根据该电磁热点数据对应的颜色附着与该三角面元上,从得到目标的多次反射的三维电磁热点分布图,通过分布图中的颜色分布,便可以准确直观地判断出目标的强电磁散射结构,为后续隐身设计奠定了基础。
下面结合附图详细说明本发明的技术方案。本发明实施例提供的目标的电磁热点分布图构建方法的流程如图1所示。包括如下步骤:
S101:对于目标的三维三角网格模型中的每个三角面元,根据指定的雷达波束的入射方向计算出该三角面元对入射的雷达波束所产生的镜面反射电流。
本步骤中,对于目标的三维三角网格模型中的每个三角面元,根据如下公式1计算出该三角面元对入射的雷达波束所产生的镜面反射电流JPO
J PO = 2 n ^ × H i ( r → )     (公式1)
公式1中,
Figure BDA0000409539990000052
为该三角面元的法向矢量;
Figure BDA0000409539990000053
为该三角面元的入射磁场场强,与该三角面元的入射电场场强呈固定比例关系。
S102:对于目标的三维三角网格模型中的每个三角面元,根据指定的雷达波束的入射方向计算出该三角面元对入射的雷达波束所产生的边缘绕射电流。
本步骤中,对于目标的三维三角网格模型中的每个三角面元,根据如下公式2计算出该三角面元对入射的雷达波束所产生的镜面反射电流JEEC
J EEC = 2 n ^ × H d ( r → )    (公式2)
公式1中,
Figure BDA0000409539990000062
为该三角面元的法向矢量;
Figure BDA0000409539990000063
为该三角面元的等效边缘流;
可以根据如下公式3计算得出等效边缘流
Figure BDA0000409539990000064
H d ( r → ) = Ω jke - jRk · s ^ 4 π η 0 R ∫ l { η 0 t ^ × s ^ ( 1 + 1 jkR ) I ( r ′ ) +     (公式3)
[ s ^ × ( s ^ × t ^ ) ( 1 + 1 jkR - 1 k 2 R 2 ) + 2 jkR t ^ · s ^ ( 1 + 1 jkR ) ] M ( r ′ ) } dr ′
公式3中,k为入射波数;
Figure BDA0000409539990000067
为在该三角面的散射方向单位矢量;R为观测点到该三角面元的绕射点的距离,该观测点与目标的三维三角网格模型相距尽可能远;
Figure BDA0000409539990000068
为该三角面元的边缘正向单位矢量;Ω为该三角面元的入射常数,与雷达波束在该三角面元的入射及散射角度相关;η0为空气中的波阻抗;
根据如下公式4计算得出该三角面元的等效边缘电流I(r′):
I(r′)=I1(r′)-I2(r′)   (公式4)
公式4中,I1(r′)为该三角面元的第一等效边缘电流;I2(r′)为该三角面元的第二等效边缘电流;根据如下公式5和公式6计算得到I1(r′)和I2(r′):
Figure BDA0000409539990000069
                                                         (公式5)
Figure BDA0000409539990000071
                                                        公式(6)
公式5和公式6中,k为入射波数;
Figure BDA0000409539990000072
为该三角面元的边缘正向单位矢量;
Figure BDA00004095399900000711
为该三角面元的入射电场场强;
Figure BDA00004095399900000710
为该三角面元的入射磁场场强;
Figure BDA0000409539990000073
为在该三角面元发生散射的雷达波束与目标模型的三维坐标中x轴的夹角;
Figure BDA0000409539990000074
为入射到该三角面元的雷达波束与目标模型的三维坐标中x轴的夹角;β为在该三角面元发生散射的雷达波束与目标模型的三维坐标中z轴的夹角;β′为入射到该三角面元的雷达波束与目标模型的三维坐标中z轴的夹角;Gπ为该三角面元的边缘外劈角,其中,G∈(0,1);η0为空气中的波阻抗;
Figure BDA0000409539990000075
Figure BDA0000409539990000076
为单位阶跃函数。
该三角面元的第一角度系数μ和该三角面元的第二角度系数α根据如下公式7和公式8计算得到:
Figure BDA0000409539990000077
   (公式7)
α = arccos μ = - j ln ( μ + j 1 - μ 2 )    (公式8)
公式7中,β为在该三角面元发生散射的雷达波束与目标模型的三维坐标中z轴的夹角;β′为入射到该三角面元的雷达波束与目标模型的三维坐标中z轴的夹角;
Figure BDA0000409539990000079
为在该三角面元中发生散射的雷达波束与目标模型的三维坐标中x轴的夹角;
根据如下公式9计算得出该三角面元的等效边缘磁流M(r′):
M(r′)=M1(r′)-M2(r′)   (公式9)
公式9中,M1(r′)为该三角面元的第一等效边缘磁流;M2(r′)为该三角面元的第二等效边缘磁流;根据如下公式10和公式11计算得到M1(r′)和M2(r′):
Figure BDA0000409539990000081
   (公式10)
Figure BDA0000409539990000082
                                                (公式11)
公式10和公式11中,
Figure BDA0000409539990000083
为该三角面元的入射磁场场强;
Figure BDA0000409539990000084
为在该三角面元发生散射的雷达波束与目标模型的三维坐标中x轴的夹角;
Figure BDA0000409539990000085
为入射到该三角面元的雷达波束与目标模型的三维坐标中x轴的夹角;β为在该三角面元发生散射的雷达波束与目标模型的三维坐标中z轴的夹角;β′为入射到该三角面元的雷达波束与目标模型的三维坐标中z轴的夹角;Gπ为该三角面元的边缘外劈角,其中,G∈(0,1);η0为空气中的波阻抗;μ为该三角面元的第一角度系数;α为该三角面元的第二角度系数;
Figure BDA0000409539990000086
Figure BDA0000409539990000087
为单位阶跃函数。
S103:对于目标的三维三角网格模型中的每个三角面元,根据指定的雷达波束的入射方向计算出该三角面元对入射的雷达波束所产生的N次反射电流之和。
本步骤中,对于目标的三维三角网格模型中的每个三角面元,入射的雷达波束在该三角面元发生1次以上反射时,根据如下公式12计算得出该三角面元对入射的雷达波束所产生的N次反射电流之和:
J SBR ( r → ) = 2 n ^ × H SBR ( r → )          (公式12)
公式12中,
Figure BDA0000409539990000089
为该三角面元的法向矢量;
Figure BDA00004095399900000810
为该三角面元的反射磁场场强;
根据如下公式13计算得出:
H SBR ( r → ) = Σ q = 2 N X q c H q h ^ q exp ( - j Y q · r → q )        (公式13)
公式9中,N为入射的雷达波束在该三角面元发生反射的次数,具体为2或3;Hq为入射的雷达波束在该三角面元第q次反射时入射磁场场强的幅度;
Figure BDA00004095399900000812
为入射的雷达波束在第q次反射时入射磁场的极化方向;Yq为入射的雷达波束在第q次反射时入射磁场的波矢量;
Figure BDA00004095399900000813
为第q次发生反射的雷达波束在该三角面元的反射点的位置矢量;
Figure BDA0000409539990000095
为第q次发生反射的雷达波束在该三角面元的入射磁场场强的幅度加权因子,由技术人员根据经验设定;上述的Hq可以是该三角面元的入射磁场场场强,依据射线弹跳法确定得出的。
上述S101、S102、S103计算目标的三维三角网格模型中的每个三角面元的镜面反射电流、边缘绕射电流,以及N次反射电流之和的顺序不分先后,可并行执行。
S104:对于目标的三维三角网格模型中的每个三角面元,计算该三角面元的等效电流,并根据等效电流计算出该三角面元的散射电场场强。
本步骤中,对于目标的三维三角网格模型中的每个三角面元,当入射的雷达波束在该三角面元发生1次反射时,根据如下公式14计算得出该三角面元的等效电流JS
JS=JPO+JEEC   (公式14)
当入射的雷达波束在该三角面元发生1次以上反射时,根据如下公式15计算得出该三角面元的等效电流JS
JS=JPO+JEEC+JSBR   (公式15)
在得到该三角面元的等效电流后,根据如下公式16计算得出该三角面元的散射电场场强:
E s ≈ jk 4 π e - jkR R [ s ^ × ( M ( r ′ ) + I ( r ′ ) + η 0 s ^ × J s ) ] · ΔA · I         (公式16)
公式11中,k为入射波数;M(r′)为该三角面元的等效边缘磁流;I(r′)为该三角面元的等效边缘电流;R为观测点到该三角面元上的绕射点的距离;为该三角面元的散射方向单位矢量;JS为该三角面元的等效电流;η0为空气中的波阻抗;ΔA为该三角面元的面积;I为该三角面元的形状函数的傅立叶变换。
S105:对于目标的三维三角网格模型中的每个三角面元,根据该三角面元的等效电流和散射电场场强计算出该三角面元的电磁热点数据。
本步骤中,在得到该三角面元的等效电流和散射电场场强后,根据如下公式17计算得到该三角面元的电磁热点数据:
J HOT = | J S | ΔA E S      (公式17)
公式17中,JS为该三角面元的等效电流;Es为该三角面元的散射电场场强;ΔA为该三角面元的面积。
S106:对于目标的三维三角网格模型中的每个三角面元,根据该三角面元的电磁热点数据使用对应的颜色附着于该三角面元上,得到目标的N次反射的三维电磁热点分布图。
本步骤中,根据上述公式计算得出目标的三维三角网格模型中的每个三角面元的电磁热点数据后,利用OpenGL(Open Graphics LibraryRCS,开放图形语言)为每个三角面元设置于其电磁热点数据相对应的颜色,若反射次数N具体为3,得到目标的N次反射的三维电磁热点分布图如图2所示,图2(灰度)中,颜色越深的位置处的三角面元的电磁热点数据值越高,说明该位置处的散射强度越高;颜色越浅的位置处的三角面元的电磁热点数据值越低,说明该位置处的散射强度越低;这样,通过得到目标的N次反射的三维电磁热点分布图便可以直观准确地确定出目标模型中的强电磁散射结构,在后续的隐身设计中,对分布图中深色区域进行改进,以使RCS减缩。
本发明实施例提供的目标的电磁热点分布图构建系统的结构如图3所示。包括:等效电流计算模块301、散射电场场强计算模块302、电磁热点数据计算模块303、着色模块304。
等效电流计算模块301对于目标的三维三角网格模型中的每个三角面元,根据雷达波束的入射方向计算出该三角面元对入射的雷达波束所产生的镜面反射电流、边缘绕射电流,以及N次反射电流之和,得到该三角面元的等效电流;其中,N为预设的自然数,
散射电场场强计算模块302对于目标的三维三角网格模型中的每个三角面元,根据等效电流计算模块301计算出的该三角面元的等效电流计算出该三角面元的散射电场场强。
电磁热点数据计算模块303对于目标的三维三角网格模型中的每个三角面元,根据等效电流计算模块301计算出的该三角面元的等效电流,以及散射电场场强计算模块304计算出的该三角面元的散射电场场强,计算出该三角面元的电磁热点数据。
着色模块304对于目标的三维三角网格模型中的每个三角面元,根据电磁热点数据计算模块303计算出的该三角面元的电磁热点数据使用对应的颜色附着于该三角面元上,得到目标的N次反射的三维电磁热点分布图。
本发明的技术方案中,根据计算得出的标模型中每个三角面元的镜面反射电流、边缘绕射电流、多次反射电流之和,得出该三角面元的等效电流和散射电场场强,并根据该等效电流和散射电场场强计算出该三角面元的电磁热点数据,之后,根据该电磁热点数据对应的颜色附着与该三角面元上,从得到目标的多次反射的三维电磁热点分布图,在模型中的三角面元的电磁热点数据值越高,该三角面元的颜色越趋近于暖色,相反,在模型中的三角面元的电磁热点数据值越低,该三角面元的颜色越趋近于冷色,这样,通过分布图中的颜色分布,便可以准确直观地判断出目标的强电磁散射结构,在后续的隐身设计中,对分布图中暖色调区域进行改进,以使RCS有效减缩。
本领域普通技术人员可以理解实现上述实施例方法中的全部或部分步骤是可以通过程序来指令相关的硬件来完成,该程序可以存储于一计算机可读取存储介质中,如:ROM/RAM、磁碟、光盘等。
以上所述仅是本发明的优选实施方式,应当指出,对于本技术领域的普通技术人员来说,在不脱离本发明原理的前提下,还可以作出若干改进和润饰,这些改进和润饰也应视为本发明的保护范围。

Claims (10)

1.一种目标的电磁热点分布图构建方法,其特征在于,包括:
对于目标的三维三角网格模型中的每个三角面元,根据指定的雷达波束的入射方向计算出该三角面元对入射的雷达波束所产生的镜面反射电流、边缘绕射电流,以及N次反射电流之和,得到该三角面元的等效电流;并
根据该三角面元的等效电流计算出该三角面元的散射电场场强后,根据该三角面元的等效电流和散射电场场强计算出该三角面元的电磁热点数据;
对于所述三维三角网格模型中的每个三角面元,根据该三角面元的电磁热点数据使用对应的颜色附着于该三角面元上,得到所述目标的N次反射的三维电磁热点分布图;其中,N为预设的自然数。
2.如权利要求1所述的方法,其特征在于,所述计算出该三角面元对入射的雷达波束所产生的镜面反射电流,具体为:
根据如下公式1计算出该三角面元对入射的雷达波束所产生的镜面反射电流:
J PO = 2 n ^ × H i ( r → )        (公式1)
其中,JPO为所述镜面反射电流;
Figure FDA0000409539980000012
为该三角面元的法向矢量;为该三角面元的入射磁场场场强。
3.如权利要求1所述的方法,其特征在于,所述计算出该三角面元对入射的雷达波束所产生的边缘绕射电流,具体为:
根据如下公式2计算出该三角面元对入射的雷达波束所产生的边缘绕射电流:
J EEC = 2 n ^ × H d ( r → )          (公式2)
其中,JEEC为所述边缘绕射电流;为该三角面元的法向矢量;
Figure FDA0000409539980000016
为该三角面元的等效边缘流。
4.如权利要求3所述的方法,其特征在于,所述根据如下公式3计算得到:
H d ( r → ) = Ω jke - jRk · s ^ 4 π η 0 R ∫ l { η 0 t ^ × s ^ ( 1 + 1 jkR ) I ( r ′ ) +                           (公式3)
[ s ^ × ( s ^ × t ^ ) ( 1 + 1 jkR - 1 k 2 R 2 ) + 2 jkR t ^ · s ^ ( 1 + 1 jkR ) ] M ( r ′ ) } dr ′
其中,Ω为该三角面元的入射系数;R为观测点到该三角面元的绕射点的距离;k为入射波数;
Figure FDA00004095399800000214
为该三角面元的散射方向单位矢量;η0为空气中的波阻抗;
Figure FDA00004095399800000215
为该三角面元的边缘正向单位矢量;I(r′)为该三角面元的等效边缘电流;M(r′)为该三角面元的等效边缘磁流。
5.如权利要求1所述的方法,其特征在于,所述计算出该三角面元对入射的雷达波束所产生的N次反射电流之和,具体为:
根据如下公式6计算出该三角面元对入射的雷达波束所产生的N次反射电流:
J SBR ( r → ) = 2 n ^ × H SBR ( r → )     (公式6)
其中,
Figure FDA0000409539980000024
为所述N次反射电流之和;
Figure FDA0000409539980000025
为该三角面元的法向矢量;
Figure FDA0000409539980000026
为该三角面元的反射磁场场强。
6.如权利要求5所述的方法,其特征在于,所述根据如下公式7计算得到:
H SBR ( r → ) = Σ q = 2 N X q c H q h ^ q exp ( - j Y q · r → q )      (公式7)
其中,N为入射的雷达波束在该三角面元发生反射的次数;
Figure FDA0000409539980000029
为入射的雷达波束在该三角面元发生第q次反射时入射磁场场强的幅度加权因子;Hq为入射的雷达波束在该三角面元发生第q次反射时入射磁场场强的幅度;
Figure FDA00004095399800000210
为入射的雷达波束在该三角面元发生第q次反射时入射磁场的极化方向;Yq为入射的雷达波束在该三角面元发生第q次反射时入射磁场的波矢量;
Figure FDA00004095399800000211
为入射的雷达波束在该三角面元发生第q次反射时反射点的位置矢量。
7.如权利要求6所述的方法,其特征在于,所述Hq、所述所述Yq,以及所述
Figure FDA00004095399800000213
是根据该三角面元的入射磁场场场强,依据射线弹跳法确定得出的。
8.如权利要求1所述的方法,其特征在于,所述根据该三角面元的等效电流计算出该三角面元的散射电场场强,具体为:
入射的雷达波束在该三角面元发生1次以上反射时,根据如下公式8计算出该三角面元的等效电流JS
JS=JPO+JEEC+JSBR       (公式8)
其中,JPO为所述镜面反射电流;JEEC为所述边缘绕射电流;为所述N次反射电流之和;
根据如下公式9计算出该三角面元的散射电场场强Es
E s ≈ jk 4 π e - jkR R [ s ^ × ( M ( r ′ ) + I ( r ′ ) + η 0 s ^ × J s ) ] · ΔA · I     (公式9)
其中,R为观测点到该三角面元的绕射点的距离;k为入射波数;
Figure FDA0000409539980000033
为该三角面元的散射方向单位矢量;η0为空气中的波阻抗;I(r′)为该三角面元的等效边缘电流;M(r′)为该三角面元的等效边缘磁流;ΔA为该三角面元的面积;I为该三角面元的形状函数的傅立叶变换。
9.如权利要求1所述的方法,其特征在于,所述根据该三角面元的等效电流和散射电场场强计算出该三角面元的电磁热点数据,具体为:
J HOT = | J S | ΔA E S     (公式10)
其中,JS为该三角面元的等效电流;Es该三角面元的散射电场场强;ΔA为该三角面元的面积。
10.一种目标的电磁热点分布图构建系统,其特征在于,包括:
等效电流计算模块,用于对于目标的三维三角网格模型中的每个三角面元,根据雷达波束的入射方向计算出该三角面元对入射的雷达波束所产生的镜面反射电流、边缘绕射电流,以及N次反射电流之和,得到该三角面元的等效电流;其中,N为预设的自然数;
散射电场场强计算模块,用于对于所述三维三角网格模型中的每个三角面元,根据所述等效电流计算模块计算出的该三角面元的等效电流计算出该三角面元的散射电场场强;
电磁热点数据计算模块,用于对于所述三维三角网格模型中的每个三角面元,根据所述等效电流计算模块计算出的该三角面元的等效电流,以及所述散射电场场强计算模块计算出的该三角面元的散射电场场强,计算出该三角面元的电磁热点数据;
着色模块,用于对于所述三维三角网格模型中的每个三角面元,根据所述电磁热点数据计算模块计算出的该三角面元的电磁热点数据使用对应的颜色附着于该三角面元上,得到所述目标的N次反射的三维电磁热点分布图。
CN201310547888.6A 2013-11-06 2013-11-06 目标的电磁热点分布图构建方法和系统 Active CN103632036B (zh)

Priority Applications (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
CN201310547888.6A CN103632036B (zh) 2013-11-06 2013-11-06 目标的电磁热点分布图构建方法和系统

Applications Claiming Priority (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
CN201310547888.6A CN103632036B (zh) 2013-11-06 2013-11-06 目标的电磁热点分布图构建方法和系统

Publications (2)

Publication Number Publication Date
CN103632036A true CN103632036A (zh) 2014-03-12
CN103632036B CN103632036B (zh) 2017-01-04

Family

ID=50213075

Family Applications (1)

Application Number Title Priority Date Filing Date
CN201310547888.6A Active CN103632036B (zh) 2013-11-06 2013-11-06 目标的电磁热点分布图构建方法和系统

Country Status (1)

Country Link
CN (1) CN103632036B (zh)

Cited By (4)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
CN105334501A (zh) * 2015-11-27 2016-02-17 北京环境特性研究所 一种用于强散射源诊断的射线关联分析方法
CN108369214A (zh) * 2015-12-07 2018-08-03 伊苏瓦尔肯联铝业 超声波检测物体的方法
CN110457812A (zh) * 2019-08-08 2019-11-15 北京航空航天大学 一种复杂目标强电磁散射源的识别方法及系统
CN112949088A (zh) * 2021-03-26 2021-06-11 北京环境特性研究所 一种介质多尺度结构电磁散射场获取方法及装置

Citations (1)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
CN101923166A (zh) * 2009-06-10 2010-12-22 中国科学院电子学研究所 一种三维复杂目标的合成孔径雷达图像仿真方法

Patent Citations (1)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
CN101923166A (zh) * 2009-06-10 2010-12-22 中国科学院电子学研究所 一种三维复杂目标的合成孔径雷达图像仿真方法

Non-Patent Citations (3)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Title
李兵等: "OpenGL在复杂目标RCS计算中的应用", 《山西师范大学学报(自然科学版)》 *
王超: "高频电磁散射建模方法及工程应用", 《中国博士学位论文全文数据库(电子期刊)》 *
邓泳等: "一种计算电大尺寸复杂导体目标电磁散射的MoM-SBR/PO混合法", 《系统工程与电子技术》 *

Cited By (6)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
CN105334501A (zh) * 2015-11-27 2016-02-17 北京环境特性研究所 一种用于强散射源诊断的射线关联分析方法
CN105334501B (zh) * 2015-11-27 2018-08-24 北京环境特性研究所 一种用于强散射源诊断的射线关联分析方法
CN108369214A (zh) * 2015-12-07 2018-08-03 伊苏瓦尔肯联铝业 超声波检测物体的方法
CN110457812A (zh) * 2019-08-08 2019-11-15 北京航空航天大学 一种复杂目标强电磁散射源的识别方法及系统
CN112949088A (zh) * 2021-03-26 2021-06-11 北京环境特性研究所 一种介质多尺度结构电磁散射场获取方法及装置
CN112949088B (zh) * 2021-03-26 2023-04-25 北京环境特性研究所 一种介质多尺度结构电磁散射场获取方法及装置

Also Published As

Publication number Publication date
CN103632036B (zh) 2017-01-04

Similar Documents

Publication Publication Date Title
EP2585853B1 (en) Calibration of a probe in ptychography
US9852518B2 (en) Method and system for calculating laser beam spot size
EP2887092A1 (en) Computing radar cross section
US7652620B2 (en) RCS signature generation for closely spaced multiple objects using N-point models
CN103411533B (zh) 结构光自适应多次曝光法
CN103632036A (zh) 目标的电磁热点分布图构建方法和系统
CN105842698A (zh) 一种高分辨sar图像的快速仿真方法
CN103729846B (zh) 基于不规则三角网的LiDAR点云数据边缘检测方法
CN203930058U (zh) 一种合成孔径雷达面目标回波信号模拟器
CN106707254B (zh) 一种雷达回波信号的模拟方法及装置
CN110705058B (zh) 一种针对超电大尺寸规模目标的近场电磁散射仿真方法
CN106556833B (zh) 基于时域弹跳射线法快速近场计算的isar成像仿真方法
CN107255805A (zh) 基于加权最小二乘的雷达目标rcs的预测方法
CN109444837A (zh) 一种雷达回波仿真方法和装置
CN106226753A (zh) 基于最小方差法谱函数二阶导数的波达方向估计方法
CN103760544B (zh) 雷达目标的散射中心提取方法及系统
CN109520383A (zh) 基于matlab的体目标回波模拟方法
Guo et al. The study on near-field scattering of a target under antenna irradiation by TDSBR method
CN110208764A (zh) 基于电磁散射计算的动态海洋大型场景回波仿真方法
CN101738603A (zh) 逼真目标回波模拟方法
CN106644104B (zh) 一种基于谱反演法的离散雨滴介质的相位屏建模方法
CN103631990A (zh) Sar照射区域的仿真场景模型建立方法和系统
CN106597438B (zh) 基于物理光学的太赫兹雷达回波成像方法
CN106017873B (zh) 一种激光扫描仪反射面参数的标定方法
US11567171B1 (en) Systems and methods for radar signature modeling using a rotating range profile reduced-order model

Legal Events

Date Code Title Description
PB01 Publication
PB01 Publication
C10 Entry into substantive examination
SE01 Entry into force of request for substantive examination
C14 Grant of patent or utility model
GR01 Patent grant