[发明专利]一种近场电磁散射特性模拟方法

说明书

本发明涉及一种近场电磁散射特性模拟方法，涉及电磁散射技术领域。其中，该方法包括：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。通过以上步骤，能够提高目标近场电磁散射特性模拟结果的精度和普适性，可广泛适用于目标在各类天线照射和弹目交会条件下的近场电磁散射特性研究。

技术领域

本发明涉及电磁散射技术领域，尤其涉及一种近场电磁散射特性 模拟方法。

背景技术

目标的近场电磁散射特性研究是目标散射特性研究的一个重要领 域。与成熟的远场电磁散射理论不同，目标在近场条件下呈现体目标 效应，其雷达回波特性受到球面波效应、天线方向图、局部照射等多 因素的影响。

目前，大多采用高频近似方法(如物理光学法等)对目标的近场 电磁散射特性进行计算。现有方法无法计算复杂目标各部位间电磁耦 合产生的效应，且大都未考虑天线方向图及局部照射等因素的影响。

随着目标所处环境复杂度的增加、以及对计算结果的高精度需求， 对于目标近场电磁散射特性研究需求愈加迫切。因此，亟需研究一种 用于精确模拟复杂目标的近场电磁散射特性的方法，以提高近场电磁 散射特性计算的精度和普适性。

发明内容

本发明要解决的技术问题在于，针对现有技术中的缺陷，提供了 一种近场电磁散射特性的模拟方法。

为了解决上述技术问题，本发明提供了一种近场电磁散射特性的 模拟方法。

本发明提供的近场电磁散射特性的模拟方法包括：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。

可选地，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。

可选地，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。

可选地，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。

可选地，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。

可选地，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。

可选地，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。