[发明专利]电大复杂体目标与粗糙面背景复合电磁散射数值仿真方法

权利要求书

1.一种电大复杂体目标与粗糙面背景复合电磁散射数值仿真方法，其特征在于，基本步骤如下：

(1)建立体目标的几何模型，将其表面剖分为无缝连接的多边形平面元，任两个相邻面元连接处构成一个边缘；

(2)从入射的前向和散射的后向发射平面波射线，进行双向跟踪射线，并沿途记录每个面元和每个边缘上的射线照明区，直到完成给定阶数的追踪；包括从入射方向和散射的逆方向发射零阶射线，并进行双向跟踪并记录每个面元上的射线照明区和阴影区；

(3)计算并累计所有面元和边缘上交汇的前向和后向两束射线产生的散射项，得到目标的电磁散射。

2.根据权利要求1所述的电大复杂体目标与粗糙面背景复合电磁散射数值仿真方法，其特征在于：

在追踪射线时，寻找该射线所照射到的面元和边缘，确定对应照明区；

若射线照射在面元上，则在其反射方向上产生高一阶的射线，并重新追踪所有高一阶的射线，直到反射产生的射线的阶数高于给定阶数为止。

3.根据权利要求1所述的电大复杂体目标与粗糙面背景复合电磁散射数值仿真方法，其特征在于：

每个面元上交汇的前向和后向两束射线产生的散射项由该前向射线追踪路径上发生的反射、该面元上发生的散射和后向射线追踪路径上发生的反射构成；

每个边缘上交汇的前向和后向两束射线产生的散射项由该前向射线追踪路径上发生的反射、该边缘上发生的绕射和后向射线追踪路径上发生的反射构成。

4.根据权利要求2或3所述的电大复杂体目标与粗糙面背景复合电磁散射数值仿真方法，其特征在于：

所述面元上发生的散射由对应两束射线在该面元上的照明区的相交区域计算得到；

所述边缘上发生的绕射由对应两束射线在该边缘上的照明区的相交区域计算得到。

5.根据权利要求4所述的电大复杂体目标与粗糙面背景复合电磁散射数值仿真方法，其特征在于：

根据几何光学理论计算射线追踪路径上发生的反射；

根据物理光学理论计算面元上发生的散射；

根据物理绕射理论计算边缘上发生的绕射。

6.根据权利要求5所述的电大复杂体目标与粗糙面背景复合电磁散射数值仿真方法，其特征在于：前向追踪时，射线照射到同一面元上产生的反射与散射以相同的概率发生，该概率由反射方向与散射方向的夹角确定，且该夹角越小则对应概率越小。

7.根据权利要求1所述的电大复杂体目标与粗糙面背景复合电磁散射数值仿真方法，其特征在于：采用解析追踪方法追踪射线，用多边形柱描述射线，其截面为多边形；

当射线照射到面元，对应照明区为该射线的截面与面元相交的区域；

当射线照射到面元，反射产生的高一阶射线被描述为反射方向上的多边形柱，且该多边形柱的截面等于该射线在面元上的照明区；

当射线照射到面元，被遮挡之后的射线被描述为一个或一个以上的多边形柱，且该多边形柱的截面为原射线的截面减去面元的区域。

8.根据权利要求7所述的电大复杂体目标与粗糙面背景复合电磁散射数值仿真方法，其特征在于：解析追踪方法包含以下步骤：

追踪当前阶的当前射线时，确定能被该射线照射的所有面元；

排列这些面元使得排在后面的面元不会遮挡排在前面的面元；

按排列顺序遍历这些面元，对于每一面元，确定对应照明区，产生该照明区对应的反射方向的高一阶射线，并确定该射线被该面元遮挡后的剩余射线；

循环追踪当前阶的所有射线；

追踪本阶追踪产生的所有高一阶的射线，直到达到给定阶数为止。

9.根据权利要求5所述的电大复杂体目标与粗糙面背景复合电磁散射数值仿真方法，其特征在于：

当所剖分的部分为粗糙面时，所剖分的面元为粗糙面元；

所述粗糙面元上发生的反射为粗糙面的相干散射部分，发生的散射为粗糙面的非相干散射部分。

10.根据权利要求9所述的电大复杂体目标与粗糙面背景复合电磁散射数值仿真方法，其特征在于：所述粗糙面元的相干散射部分和非相干散射部分根据积分方程法计算。