舰船外形隐身改进的电磁散射特性影响分析
发布时间：2021-12-17 17:09
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。
【文章来源】：舰船科学技术. 2020,42(13)北大核心
【文章页数】：5 页
【部分图文】：
2种舰船电磁计算模型
为验证本文采用的PO方法数值结果正确性，以边长为1 m的等边三角形金属柱为计算分析对象，入射电磁波波长0.1 m，俯仰角0°。分别采用PO和高精度MOM方法计算，RCS曲线对比结果见图2，由于为等边三角形，仅计算了0°～60°角域范围。由图2可以看出，2种方法RCS计算曲线基本一致，0°～60°角域算术均值分别为0.819 0,0.894 4 d Bsm，误差为0.075 4 dB，说明本文PO方法有足够好的计算精度，可满足本文研究对象和计算频率。
入射频率为0.5 GHz时，对2种电磁模型，依然处于高频区（A,B模型电尺寸分别为253,240）。由图3可以看出，RCS分布形式与舰船外形有较大关系，对舰船A电磁模型，前向30°角域有一较大波峰，为船体前端、上层建筑在前向接近镜面散射叠加，同时该波峰较宽，除0°左右尖锐散射波峰外，在前向60°角域也表现为较强较宽的散射波峰。前向左右60°和90°附近的波峰是船体上层建筑侧向及相应模块综合散射效果。同时，其后向也存在一波峰，为船体后端面、上层建筑在此方向的各部件耦合效果。对B舰船模型，由于在船体、上层建筑采用了外形隐身处理技术，并综合考虑平台模块化，其对应前向30°、60°角域的前向峰值获得极大降低，证明了外形隐身的有效性。在前向左右60°方位角附近的峰值向侧向移动，进一步提高了前向大范围的隐身性能，侧向、后向2个波峰为船体和上层建筑对应截面的镜面散射，而外形隐身在后部其他角域也有一定贡献。此外，从周向RCS曲线分布来看，除侧向和后向波峰变化较小外，采外形隐身改进措施的B舰船模型在其他角域内的RCS向内收缩，提高了隐身性能。
【参考文献】：
期刊论文
[1]铌掺杂ITO镀膜玻璃电磁散射特性试验[J]. 刘战合,王菁,王晓璐,姬金祖,黄沛霖. 航空工程进展. 2018(01)
[2]飞行器表面规律分布的电磁缺陷散射机理[J]. 刘战合,姬金祖,王菁,王晓璐,黄沛霖. 系统工程与电子技术. 2017(11)
[3]应用通用特征基函数求解目标宽带雷达散射截面[J]. 王仲根,孙玉发,王国华,杨明. 电波科学学报. 2015(01)
[4]桅杆雷达承载平台隐身性能分析[J]. 杜晓佳,崔俊伟,杨飏,洪明. 舰船科学技术. 2015(01)
[5]基于电磁建模的舰船雷达波隐身技术[J]. 余定峰,耿攀,徐正喜,陈涛. 舰船科学技术. 2014(11)
[6]Series expansion feasibility of singular integral in method of moments[J]. Jinzu Ji,Peilin Huang. Journal of Systems Engineering and Electronics. 2014(03)
[7]舰船封闭式桅杆雷达隐身优化分析[J]. 杨飏,杜晓佳,洪明. 大连理工大学学报. 2013(03)
[8]基于舰船雷达散射特性的对消隐身仿真研究[J]. 向迎春,曲长文,李炳荣,侯海平. 系统仿真学报. 2013(01)
[9]英国45型驱逐舰桅杆的隐身性能分析[J]. 杜晓佳,杨飏,洪明. 舰船科学技术. 2012(11)
[10]隐身桅杆与主船体耦合RCS特性研究[J]. 程子君,吴启华. 中国舰船研究. 2011(03)
本文编号：3540563
【文章来源】：舰船科学技术. 2020,42(13)北大核心
【文章页数】：5 页
【部分图文】：
2种舰船电磁计算模型
为验证本文采用的PO方法数值结果正确性，以边长为1 m的等边三角形金属柱为计算分析对象，入射电磁波波长0.1 m，俯仰角0°。分别采用PO和高精度MOM方法计算，RCS曲线对比结果见图2，由于为等边三角形，仅计算了0°～60°角域范围。由图2可以看出，2种方法RCS计算曲线基本一致，0°～60°角域算术均值分别为0.819 0,0.894 4 d Bsm，误差为0.075 4 dB，说明本文PO方法有足够好的计算精度，可满足本文研究对象和计算频率。
入射频率为0.5 GHz时，对2种电磁模型，依然处于高频区（A,B模型电尺寸分别为253,240）。由图3可以看出，RCS分布形式与舰船外形有较大关系，对舰船A电磁模型，前向30°角域有一较大波峰，为船体前端、上层建筑在前向接近镜面散射叠加，同时该波峰较宽，除0°左右尖锐散射波峰外，在前向60°角域也表现为较强较宽的散射波峰。前向左右60°和90°附近的波峰是船体上层建筑侧向及相应模块综合散射效果。同时，其后向也存在一波峰，为船体后端面、上层建筑在此方向的各部件耦合效果。对B舰船模型，由于在船体、上层建筑采用了外形隐身处理技术，并综合考虑平台模块化，其对应前向30°、60°角域的前向峰值获得极大降低，证明了外形隐身的有效性。在前向左右60°方位角附近的峰值向侧向移动，进一步提高了前向大范围的隐身性能，侧向、后向2个波峰为船体和上层建筑对应截面的镜面散射，而外形隐身在后部其他角域也有一定贡献。此外，从周向RCS曲线分布来看，除侧向和后向波峰变化较小外，采外形隐身改进措施的B舰船模型在其他角域内的RCS向内收缩，提高了隐身性能。
【参考文献】：
期刊论文
[1]铌掺杂ITO镀膜玻璃电磁散射特性试验[J]. 刘战合,王菁,王晓璐,姬金祖,黄沛霖. 航空工程进展. 2018(01)
[2]飞行器表面规律分布的电磁缺陷散射机理[J]. 刘战合,姬金祖,王菁,王晓璐,黄沛霖. 系统工程与电子技术. 2017(11)
[3]应用通用特征基函数求解目标宽带雷达散射截面[J]. 王仲根,孙玉发,王国华,杨明. 电波科学学报. 2015(01)
[4]桅杆雷达承载平台隐身性能分析[J]. 杜晓佳,崔俊伟,杨飏,洪明. 舰船科学技术. 2015(01)
[5]基于电磁建模的舰船雷达波隐身技术[J]. 余定峰,耿攀,徐正喜,陈涛. 舰船科学技术. 2014(11)
[6]Series expansion feasibility of singular integral in method of moments[J]. Jinzu Ji,Peilin Huang. Journal of Systems Engineering and Electronics. 2014(03)
[7]舰船封闭式桅杆雷达隐身优化分析[J]. 杨飏,杜晓佳,洪明. 大连理工大学学报. 2013(03)
[8]基于舰船雷达散射特性的对消隐身仿真研究[J]. 向迎春,曲长文,李炳荣,侯海平. 系统仿真学报. 2013(01)
[9]英国45型驱逐舰桅杆的隐身性能分析[J]. 杜晓佳,杨飏,洪明. 舰船科学技术. 2012(11)
[10]隐身桅杆与主船体耦合RCS特性研究[J]. 程子君,吴启华. 中国舰船研究. 2011(03)
本文编号：3540563
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