[发明专利]快速获取金属旋转对称体电磁散射特性的矩阵抽取方法

权利要求书

1.一种快速获取金属旋转对称体电磁散射特性的矩阵抽取方法，其特征在于步骤如下：

第一步，建立金属旋转对称体的母线，按十分之一介质波长离散，形成了母线的剖分线段；

第二步，采用二叉树结构对剖分线段进行分组，确定近场、远场组；

第三步，使用具有傅里叶级数形式的旋转对称基函数展开未知散射电流；

第四步，对金属旋转对称体边界建立混合场积分方程，使用矩量法离散混合场积分方程，得到模式阻抗矩阵方程；按照近、远场组将模式阻抗矩阵分成近场模式阻抗矩阵和远场模式阻抗矩阵；

第五步，采用矩量法直接计算近场组第α个模式矩阵；使用矩阵抽取方法填充远场组第α个模式阻抗矩阵；计算第α个模式对应激励向量；使用迭代方法求解第α个模式矩阵方程，得到第α个模式散射电流系数；上述求解过程从第0个模式数开始，直到α＝Mod；

第六步，将第五步得到的各个模式电流系数累加得到金属旋转对称体表面的电流，由互易定理计算得到雷达散射截面积。

2.根据权利要求1所述的快速获取金属旋转对称体电磁散射特性的矩阵抽取方法，其特征在于：所述第二步中采用二叉树结构对剖分线段进行分组为：用一个虚拟圆柱将金属旋转对称体包围住，该圆柱体为第零层组节点，对该圆柱体二等分，形成的每个子圆柱体为第一层组节点，然后再对每个子圆柱体二等分，直到圆柱高为1到2个波长之间，最后形成的子圆柱体为最细层组节点，每个组节点即为一组；

所述确定近场、远场组为：同一层相邻的组为近场组，不相邻的组为远场组，再在此分组的基础上建立二叉树，子层的远场组为父层的近场组。

3.根据权利要求1所述的快速获取金属旋转对称体电磁散射特性的矩阵抽取方法，其特征在于，所述第三步的具体步骤如下：

根据旋转对称体的最大半径R_max、入射频率f和入射俯仰角θ^inc确定总模式数Mod；

在金属旋转对称体表面建立局部坐标系，是表面法向单位矢量，是沿方位角方向的单位矢量，是沿母线方向的单位矢量，满足利用旋转对称体结构特性，将表面散射电磁流J表示为：

J=Σα=-ModModΣn=1N(Iαntfαnt+Iαnφfαnφ)---(1)]]>

分别表示第α个模式数对应的方向和方向第n个基函数，由以下公式给出，分别是对应的基函数展开系数，N为总基函数个数；

fαnt=t^Tn(t)ρ(t)ejαφ]]>(2)]]>

fαnφ=φ^Tn(t)ρ(t)ejαφ]]>

其中T_n(t)为第n个三角基函数，由以下公式给出；t为剖分线段上的一点在母线方向的取值，ρ(t)是剖分线段上t处对应的半径值；

其中和表示第n条剖分线段的起点和终点，和表示第n+1条剖分线段的起点和终点；

根据旋转对称体的最大半径R_max、入射频率f和入射俯仰角θ^inc确定总模式数Mod：

Mod＝k_ρR_max+1          (4)

其中μ为空气磁导率，ε为空气介电常数；若入射角度垂直于旋转轴，则总模式数为1。