超高声速目标的几何建模与散射计算

发布时间：2020-07-04 01:48

【摘要】：雷达目标的电磁散射特性分析,是雷达目标探测、成像和识别的基础;超高声速飞行目标在运动状态下的电磁散射特性研究,包括伴随运动产生的多普勒效应和微多普勒效应,对目标追踪和真假目标鉴别等具有重要研究价值。雷达目标的散射特性可以通过实验测量方式来研究,但是成本高、周期长,而且有些目标根本无法获得。因此,对目标进行几何建模和剖分,使用计算电磁学方法对它们的散射特性进行研究,不仅可行,而且十分必要。本文针对目标建模和散射分析两方面开展了相关研究,选择几种特殊的超高声速目标作为研究对象。论文主要内容包括:首先,对几个具有复杂外形的超高声速飞行目标进行了几何建模。使用专业建模软件CATIA,并采用布尔运算和特征添加两种建模方式,通过从二维的点、线、面到三维实体的构造、拉伸,进而利用切割、组合等方法对目标进行三维几何建模,得到了可以进行电磁计算的模型,为电磁计算提供了模型基础,且便于在电磁仿真出现问题时,对模型做出相应的修改,来满足仿真条件要求。其次,针对已经建立好的三维目标模型,使用HYPERMESH软件对它们进行网格剖分,网格尺寸设置根据入射波频率确定,得到满足质量要求的剖分单元。然后采用FEKO软件下的矩量法(MOM)和多层快速多极子算法(MLFMM),对目标模型进行了电磁散射模拟计算,验证了模型的可修改性和可计算性,同时通过计算得到目标在静止状态下的后向散射数据。最后,针对超高声速目标在飞行时产生的运动效应问题进行了研究。所用方法基于爱因斯坦的相对论时空变换和电磁场变换理论,先把入射波从地面参考系变换到目标参考系中,然后在目标参考系中进行散射模拟,再把得到的散射场变换到地面参考系中进行处理,最后获得在地面参考系中的后向散射场,并分析了目标运动所产生的多普勒效应和微多普勒效应。
【学位授予单位】：电子科技大学
【学位级别】：硕士
【学位授予年份】：2015
【分类号】：TN957.5

【参考文献】