[发明专利]一种近场电磁散射特性模拟方法

权利要求书

1.一种近场电磁散射特性模拟方法，其特征在于，所述方法包括：

对目标进行剖分，以得到多个面元；

根据多层快速多级子算法生成每个面元在近场条件下的矩阵方程，然后，通过所述矩阵方程得到面元上的电流；

根据所述面元上的电流确定面元对应的极化接收电场；

对所有面元对应的极化接收电场进行矢量叠加处理，以得到目标在近场条件下的电磁散射特性的表征参量；

所述根据多层快速多级子算法生成每个面元在近场条件下的矩阵方程的步骤包括：

根据多层快速多级子算法计算每个面元对应的近场入射激励项和每个面元对应的阻抗矩阵，以生成每个面元在近场条件下的矩阵方程；所述根据多层快速多级子算法计算每个面元对应的近场入射激励项的步骤包括：

根据面元的极化入射电场模型得到面元表面的入射电场和入射磁场；根据所述面元表面的入射电场和入射磁场构建面元对应的近场入射激励项；

所述根据面元的极化入射电场模型得到面元表面的入射电场和入射磁场的步骤包括：

计算如下影响参数，包括：面元表面的入射电磁波的相对相位增加、面元与发射天线之间的距离以及面元对应的入射电磁波的功率增益；将所述影响参数的计算结果代入面元的极化入射电场模型，以得到面元表面的入射电场；根据电场与磁场的右手螺旋关系，得到面元的入射磁场；

所述电磁散射特性的表征参量包括：目标的近场反射功率比、目标的近场RCS；

所述目标的近场反射功率比满足：

式中，D_i表示发射天线最大辐射方向的方向系数，D_s表示接收天线最大辐射方向的方向系数，λ为入射电磁波的波长，m表示目标的第m个面元，F_im表示目标的第m个面元在发射天线发射的入射电磁波方向上的方向函数，F_sm表示目标的第m个面元在接收天线接收的散射电磁波方向上的方向函数，R_im表示目标的第m个面元与发射天线之间的距离，R_sm表示目标的第m个面元与接收天线之间的距离，E_im表示第m个面元的极化入射电场，E_sm表示第m个面元的极化接收电场；

所述目标的近场RCS满足：

式中，R_i表示目标的场点参考点与发射天线之间的距离，R_s表示目标的场点参考点与接收天线之间的距离，F_i²表示发射天线主瓣的归一化功率方向函数参考值，F_s²表示接收天线主瓣的归一化功率方向函数参考值，m表示目标的第m个面元，F_im表示目标的第m个面元在发射天线发射的入射电磁波方向上的方向函数，F_sm表示目标的第m个面元在接收天线接收的散射电磁波方向上的方向函数，R_im表示目标的第m个面元与发射天线之间的距离，R_sm表示目标的第m个面元与接收天线之间的距离，E_im表示第m个面元的极化入射电场，E_sm表示第m个面元的极化接收电场。

2.根据权利要求1所述的方法，其特征在于，所述极化入射电场模型包括：线极化入射电场模型、椭圆极化入射电场模型或圆极化入射电场模型。

3.根据权利要求1所述的方法，其特征在于，所述方法还包括根据如下方式计算面元对应的入射电磁波的功率增益：

在已知发射天线的方向图的情况下，根据入射波的角度信息计算面元对应的入射电磁波的功率增益；在未知发射天线的方向图、但已知发射天线在多个离散角度上的功率增益的情况下，根据拉格朗日一维插值得到面元对应的入射电磁波的功率增益。

4.根据权利要求1所述的方法，其特征在于，所述方法还包括根据如下方式计算面元对应的入射电磁波的功率增益：

在已知发射天线的波束宽度的情况下，根据sinc函数的图形特点得到天线在入射波的两个指定方向上的功率方向性函数，然后根据所述功率方向性函数计算面元对应的入射电磁波的功率增益。

5.根据权利要求1所述的方法，其特征在于，所述通过所述矩阵方程得到面元上的电流的步骤包括：

根据广义最小残差法迭代求解所述矩阵方程，以得到面元上的电流。