桅杆柱雷达散射截面预估研究

发布时间：2017-10-07 16:41

  本文关键词：桅杆柱雷达散射截面预估研究

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【摘要】：由于雷达技术的发展,舰船隐身也越来越受到各国的重视。而由于舰船结构复杂,通常不会直接对舰船整体进行隐身设计,而是将其拆分成不同部分,针对不同部分分别进行雷达隐身设计;其中桅杆柱作为舰船中很容易被雷达所探测的部分,更加需要做好隐身设计。由于桅杆柱在电尺寸下属于大物体,对于传统的预估算法计算其雷达散射截面(RCS),若选择精确算法,虽然可以得到较高的计算精度,但是对计算时间、资源的消耗也非常大;若选择高频算法,虽然可以降低计算资源的消耗,但所得的计算结果的精度也会随之降低。故正是基于这样的原因,本文提出了一种预估桅杆柱RCS的混合算法,结合矩量法和物理光学法的优势,在大幅降低计算资源消耗的情况下尽量保证计算的精度。本文首先对矩量法(Mo M)与物理光学法(PO)的计算进行对比,并在桅杆柱上找出物理光学法计算误差较大的部分,然后再按照所选择,将桅杆柱分为Mo M区域和PO区域,其中物理光学法计算误差较大的部分分入Mo M区域,利用矩量法进行计算,以减小这部分的误差,提高最后的计算精度;然后再将两区域间的互耦影响也引入计算公式中,以提高计算精度;推导出基于Mo M-PO的混合算法的计算形式;最后再将快速多极子算法(FMM)引入混合算法中,对混合算法的计算进行加速求解,最终得到基于Mo M-PO-FMM的混合算法。利用Catia软件进行桅杆柱建模处理,同时使用C++语言对算法进行编程处理,得到计算舰船桅杆柱的RSC软件,并通过与成熟商业软件的精确预估值对比,证明了该算法的正确性;然后分别采用矩量法和该混合算法对同一桅杆柱的RCS值进行计算,结果证明了该混合算法确实能在大幅降低计算资源的情况下,尽量减小计算精度的下降程度。故最终证明该混合算法能够在利用较少资源的情况下对桅杆柱RCS进行预估,并取得不错的精度。
【关键词】：桅杆柱 矩量法 物理光学法 快速多极子算法
【学位授予单位】：电子科技大学
【学位级别】：硕士
【学位授予年份】：2014
【分类号】：U674.70
【目录】：

• 摘要5-6
• ABSTRACT6-12
• 第一章 绪论12-17
• 1.1 研究背景12-13
• 1.2 研究进展13-14
• 1.3 研究意义14-15
• 1.4 本文内容安排15-17
• 第二章 雷达散射截面及其积分方程17-23
• 2.1 雷达散射截面的概念17-19
• 2.2 电磁场表面积分方程介绍19-22
• 2.2.1 电场积分方程19-20
• 2.2.2 磁场积分方程20-21
• 2.2.3 混场积分方程21-22
• 2.3 本章小结22-23
• 第三章 矩量法与物理光学法23-36
• 3.1 矩量法（MOM）23-31
• 3.1.1 矩量法的数学表述23-27
• 3.1.1.1 基函数展开23-25
• 3.1.1.2 内积运算25-26
• 3.1.1.3 计算流程26-27
• 3.1.2 基于CRWG基函数的矩量法计算电场方程27-31
• 3.2 物理光学法计算原理31-35
• 3.2.1 物理光学法计算原理31-33
• 3.2.2 光照判断33-35
• 3.3 本章小结35-36
• 第四章 MOM-PO混合算法推导36-47
• 4.1 混合算法面元剖分推导36-40
• 4.1.1 基函数选取37-38
• 4.1.2 混合算法区域划分推导38-40
• 4.2 MOM- PO混合算法矩阵方程推导40-46
• 4.3 本章小结46-47
• 第五章 MOM-PO混合算法求解47-62
• 5.1 MOM-PO直接求解方法47-55
• 5.1.1 高斯积分法47-54
• 5.1.1.1 三角面元面积坐标转化与高斯积分法48-51
• 5.1.1.2 奇异项的处理51-54
• 5.1.2 双共轭梯度法54-55
• 5.2 FMM加速MOM-PO算法55-61
• 5.2.1 FMM计算步骤及其复杂度分析55-57
• 5.2.2 快速多极子方法推导57-58
• 5.2.3 FMM加速MOM-PO积分方程58-61
• 5.3 本章小结61-62
• 第六章 算法的实现与结果分析62-78
• 6.1 程序的整体构架62-65
• 6.2 计算结果65-77
• 6.2.1 预估算法准确度及计算时间66-73
• 6.2.2 算法结果对桅杆柱设计的指导意义73-77
• 6.3 本章小结77-78
• 第七章 总结78-79
• 致谢79-80
• 参考文献80-84
• 攻硕期间取得的研究成果84-85

【参考文献】

中国期刊全文数据库 前1条

1 芮锡;胡俊;聂在平;;基于相位提取电磁散射的高效算法[J];电子科技大学学报;2011年04期

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本文编号：988955