飞行器部件电磁流RCS影响研究

发布时间：2020-09-28 21:32

　　随着现代军事科技的发展,隐身技术研究受到世界各大军事强国的广泛关注。飞行器作为现代战争中重要军事装备,是隐身技术研究的主要对象之一。在研究飞行器雷达隐身技术时首先需要对飞行器的雷达散射截面积(RCS)特性和飞行器主要部件的散射机理和散射贡献进行分析。近年来,随着电磁计算方法的发展,对于飞行器等电大尺寸目标的RCS仿真计算和预估方法层出不穷。然而,目前对于飞行器目标RCS仿真分析方法多以高频近似方法为主,仿真结果准确性较差,无法实现精确仿真飞行器目标RCS特性。与此同时,分析飞行器散射源时,缺少一种能够准确分析飞行器各部件对整体RCS贡献大小的方法。本文首先介绍了采用高阶基函数的高阶矩量法(HO-MoM)计算飞行器目标RCS特性的基本原理,接着给出了一种基于矩量法整体解定量分析飞行器各部件电磁流产生的RCS贡献的方法。该方法通过对飞行器目标各部件进行标记分区,在矩量法求解得到的电流系数矩阵基础上,分区域计算出各部件区域电磁流所产生的RCS贡献量值。这种方法充分考虑了各部件区域间的互耦关系,求得的所有部件的RCS贡献值叠加后与整体解相等。本文以一架隐身战机的RCS分析为例,在不同入射角度下,分别分析了飞机机头、进气道、机翼、尾翼、V形垂尾、尾喷口六个主要部件对于整机RCS的贡献,并研究了分别采用涂层隐身方法与结构隐身方法时飞机主要部件的RCS缩减方案,仿真计算了各部件RCS缩减方案对整机RCS缩减的影响,并基于分析结果进一步综合给出了整机RCS的缩减方案。通过超级计算机平台实现了该方案对整机RCS缩减效果的仿真计算,结果表明,该RCS缩减方案产生的效果符合预期。此外,本文也分析了在加装天线以后天线电磁流对于飞行器整体RCS的影响情况。本文所给出的基于矩量法整体解的部件电磁流对整机RCS贡献的分析方法,为研究飞行器(包括载体平台中的天线)RCS特性提供了一种新的思路。
【学位单位】：西安电子科技大学
【学位级别】：硕士
【学位年份】：2018
【中图分类】：V218
【部分图文】：

战斗机

2(a) F-117A 战机 (b) F22 隐身战机图1.1 隐形战斗机图1.2 B-2 隐身轰炸机对于飞行器雷达隐身技术而言，雷达散射特性的精确计算对于完成其隐身方案设计是极为重要的，如何准确分析出飞行器整机一体化及机身关键部件的散射特性一直是飞行器雷达隐身技术的关键问题。目前用于计算目标 RCS 的电磁算法按照算法原理不同可以分为高频近似算法和数值求解算法两大类，其中高频算法主要有物理光学法（PO），几何光学法（GO ），几何绕射法（UTD ）等，这类算法虽然对于计算资源的需求不高但是具有一个共同的缺点即计算精度较低，不适用于精准分析复杂目标的 RCS 特性[4]。数值求解算法则又分为积分方法和微分方法两种

轰炸机

图1.2 B-2 隐身轰炸机行器雷达隐身技术而言，雷达散射特性的精确计算对于完成其要的，如何准确分析出飞行器整机一体化及机身关键部件的散达隐身技术的关键问题。目前用于计算目标 RCS 的电磁算法分为高频近似算法和数值求解算法两大类，其中高频算法主要几何光学法（GO ），几何绕射法（UTD ）等，这类算法虽不高但是具有一个共同的缺点即计算精度较低，不适用于精准特性[4]。数值求解算法则又分为积分方法和微分方法两种，积法（MoM），微分求解方法则主要是有限元法（FEM）和时）。这三种数值求解算法具有较高的计算精度，在分析散射问真结果，但其计算规模很大程度上受到计算资源的限制[5]。虽展，超级计算机，计算机集群等高性能计算平台为飞行器的隐更加高效的硬件平台，但是，对于飞行器这样电大尺寸目标的运用传统电磁计算方法的商用电磁计算软件仍然面临着对于大

示意图,膨胀算法,网格,示意图

在使用膨胀算法时，首先需要读取原模型网格的几何信息，求出网格法向量，再由法向量和给定膨胀距离得到膨胀后的网格信息从而建立网格模型。具体过程如下：图2.6 网格膨胀算法示意图如图 2.6，原网格的法向量为n，p为膨胀前网格顶点，abr 和acr 为原网格相邻的两条边向量， A ， B ，C 为膨胀后产生的网格平面，p 为与源点p 在网格 A内的对应顶点

【参考文献】