基于时域的高超声速飞行器RCS预估及箔条掩护分析

发布时间：2023-12-02 09:26

　　近年来人们的研究重心逐渐从低空、太空转向临近空间,临近空间中最活跃的无疑是高超声速飞行器(HV),HV相较于普通飞机,具有极高的飞行高度,极快的飞行速度以及较强的侧翼机动性。在不远的未来,HV极有可能作为一种新型的非核战略威慑力量,它将打破现有的军事格局。对HV的研究已经愈发凸显重要。本文首先具体研究了HV的飞行轨迹,发现在惯性阶段处HV可能面临被预警雷达识别的风险,在惯性阶段处,此时与弹道中段处环境相似,我们提出使用箔条云团来对其进行掩护分析。在掩护之前,我们首先需要模拟预警雷达系统对HV进行目标识别,也就是得到它的雷达散射截面积(RCS),具体使用时域高频算法来进行宽带RCS预估,这样避免了频域高频算法的多次计算引起的效率低下。本文系统深入地研究了HV的飞行轨迹、针对HV所采用的时域高频电磁散射算法、太空箔条云团的运动特性和散射特性、HV的速度引起的多普勒频移对目标识别的影响以及箔条云团掩护HV,主要工作和贡献如下:1.首先对HV的飞行轨迹进行了介绍,探讨了在其飞行轨迹各个阶段处存在的特点以及针对其特点得出了在惯性阶段处存在被预警雷达识别的风险,针对这一风险我们提出了使用太空箔条来...

【文章页数】：133 页

【学位级别】：硕士

【文章目录】：
摘要
ABSTRACT
符号对照表
缩略语对照表
第一章 绪论
    1.1 研究背景
    1.2 研究意义
    1.3 研究现状
        1.3.1 高超声速飞行器RCS预估
        1.3.2 高超声速飞行器拦截与掩护
    1.4 论文安排
第二章 高超声速飞行器RCS预估
    2.1 时域物理光学法
        2.1.1 时域物理光学法理论
        2.1.2 建模选取
        2.1.3 遮挡判断
        2.1.4 入射波选择
        2.1.5 信号采样原则
        2.1.6 时域物理光学求解过程
        2.1.7 宽带时域响应计算流程
        2.1.8 算例验证
    2.2 时域弹跳射线法
        2.2.1 射线的构建以及路径追踪
        2.2.2 射线场强追踪
        2.2.3 建模选取
        2.2.4 面元遮挡
        2.2.5 基于三角面元的改进射线追踪方法
        2.2.6 粗细面法加速TDSBR
        2.2.7 远场物理光学积分
        2.2.8 时域物理光学积分计算
        2.2.9 时域脉冲激励源
        2.2.10 算例验证
    2.3 高超声速飞行器RCS预估
        2.3.1 高超声速飞行器RCS预估方案
        2.3.2 高超声速飞行器RCS仿真实例
    2.4 本章小结
第三章 箔条云团运动扩散与散射研究
    3.1 基于自由分子流模型的单根箔条运动特性
    3.2 箔条云团的运动扩散特性
        3.2.1 基于蒙特卡罗（DSMC）方法研究箔条云团
        3.2.2 箔条云团在考虑大气作用力环境下的运动扩散
    3.3 箔条云团处于低密度大气环境下的仿真实验
        3.3.1 高度对于云团扩散的影响
        3.3.2 箔条初始速度以及是否转动对扩散的影响
    3.4 箔条云团雷达散射界面分析
        3.4.1 矩量法介绍
        3.4.2 矩量法应用于单根箔条散射场分析
        3.4.3 单根箔条的RCS计算
        3.4.4 箔条云团的RCS计算
        3.4.5 箔条云团RCS计算实例
    3.5 本章小结
第四章 基于雷达单元的箔条掩护分析
    4.1 高动态环境下多普勒频移对于目标识别的影响
        4.1.1 多普勒频移
        4.1.2 雷达目标识别的影响与修正
        4.1.3 高动态环境下高超声速飞行器的动态RCS
    4.2 雷达单元内箔条掩护分析
        4.2.1 高超声速飞行器的掩护标准
        4.2.2 雷达单元内的箔条数目
        4.2.3 雷达单元内箔条RCS分析
        4.2.4 X波段雷达单元内箔条掩护高超声速飞行器
    4.3 本章小结
第五章 总结与展望
    5.1 本文总结
    5.2 下一步研究工作
参考文献
致谢
作者简介



本文编号：3869384