[发明专利]毫米波段内卫星电磁散射特性的数值方法

说明书

技术领域

本发明属于目标电磁散射特性的快速计算技术，特别是毫米波段内卫星电磁散射特性的数值方法。 

背景技术

卫星一般主要由金属材料构成，为了达到防腐蚀、装饰以及隐身等目的，通常会采用介质材料进行涂敷（QJ2754-95）。对于卫星这种由金属介质涂覆混合结构的电磁散射问题，学者们提出了一系列的电磁数值计算方法，其中基于积分方程的矩量法（MoM）（Ding-Feng Yu，Si-Yuan He，Hai-Tao Chen，Guo-Qiang Zhu，“Research on the electromagnetic scattering of3D target coated with anisotropic medium using impedance boundary condition”，Microwave and Optical Technology Letters，2011,53(2):458–462.）得到了最广泛的应用。 

针对这种金属介质混合结构，金属部分通常被作为理想导电体（PEC）来处理,并且容易被面积分方程方法（SIE）来分析求解，然而对于介质部分，不管是使用体积分方程方法，还是基于等效原理的面积分方程方法以及他们的演变算法，相对于纯金属目标的电磁计算分析方法，这些算法都需要更多的内存和时间资源。并且由于卫星涂敷介质部分非常薄的特点，如果选用面积分方程来分析介质部分，上下表面之间的奇异性较难处理；如果采用体积分分析介质部分，会导致剖分网格畸变，最终导致矩阵方程性态差，难于求解。 

毫米波波段内的卫星属于电大尺寸目标，即便采用了多层快速多级子技术就行加速计算，仍然面临计算资源消耗巨大的问题。在多层快速多级子算法中，随着层数的增加，转移矩阵的计算量会急剧增加。两个远场组之间的转移矩阵由球汉克尔函数、勒让德级数组成，转移因子被定义在有大量角谱分量的单位球上，即使采用插值和反插值方法，整个转移过程的计算也是十分耗时的。 

发明内容

本发明的目的在于提供一种毫米波段内卫星电磁散射特性的数值方法，从而实现快速得到电磁散射特性参数的方法。 

实现本发明目的的技术解决方案为：一种毫米波段内卫星电磁散射特性的数值方法，步骤如下： 

第一步，令均匀平面波照射到一个涂有薄介质层的卫星结构上，在卫星的表面将产生表面感应面电流J_S、面电荷ρ_S、薄介质内产生体极化电流J_pol、体极化磁流M_pol和极化电荷 ρ_S,pol，根据理想导体的电场边界条件，即金属表面的总场切向分量为0，得到涂有薄介质层的卫星结构目标的电场积分方程EFIE，如下 

[E^inc(r)+E^sca(r)]_tan=0    (1)其中，下标tan表示电场的切向分量，E^inc表示照射在目标上的电磁波，E^sca表示目标在电磁波照射后产生的散场，散射场的表达形式为：