[发明专利]一种模拟雷达散射截面面积的平面波间断有限元方法

说明书

本发明属于雷达散射截面技术领域，公开了一种模拟雷达散射截面面积的平面波间断有限元方法，通过供电模块为模拟雷达系统供电操作；通过按键操作模块利用操作按键对雷达进行控制操作；主控模块通过电波发射模块利用发射机发射无线电磁波；通过电波接收模块利用接收天线接收返回的电磁波；通过散射截面计算模块利用数据计算程序计算雷达散射截面面积；通过电磁仿真模块利用仿真程序对雷达电磁波进行仿真操作。本发明大大减轻了建模的复杂度；采用了判断面元法向矢量与电磁波入射方向矢量数量积是否小于零的方法，简化了计算，节省了计算时间；通过电磁仿真模块模型离散拟合精确高；计算复杂度和内存消耗低；计算精度可控；稳定性好。

技术领域

本发明属于雷达散射截面技术领域，尤其涉及一种模拟雷达散射截面面积的平面波间断有限元方法。

背景技术

雷达是利用电磁波探测目标的电子设备。雷达发射电磁波对目标进行照射并接收其回波，由此获得目标至电磁波发射点的距离、距离变化率(径向速度)、方位、高度等信息。雷达散射截面(Radar Cross section,缩写RCS)是雷达隐身技术中最关键的概念，它表征了目标在雷达波照射下所产生回波强度的一种物理量。雷达散射截面又称后向散射截面，是雷达入射方向上目标散射雷达信号能力的度量,用入射场的功率密度归一化表示。RCS是指雷达入射方向上单位立体角内返回散射功率与目标截状的功率密度之比。雷达设备的发射机通过天线把电磁波能量射向空间某一方向，处在此方向上的物体反射碰到的电磁波；雷达天线接收此反射波，送至接收设备进行处理，提取有关该物体的某些信息(目标物体至雷达的距离，距离变化率或径向速度、方位、高度等)。测量速度原理是雷达根据自身和目标之间有相对运动产生的频率多普勒效应。雷达接收到的目标回波频率与雷达发射频率不同，两者的差值称为多普勒频率。从多普勒频率中可提取的主要信息之一是雷达与目标之间的距离变化率。当目标与干扰杂波同时存在于雷达的同一空间分辨单元内时，雷达利用它们之间多普勒频率的不同能从干扰杂波中检测和跟踪目标。测量目标方位原理是利用天线的尖锐方位波束，通过测量仰角靠窄的仰角波束，从而根据仰角和距离就能计算出目标高度。然而，现有雷达散射截面面积计算效率低；同时，现有模拟仿真雷达时，当仿真规模较大，会造成现有计算机硬件配置难以承受；稳定性差，模拟精度差。

综上所述，现有技术存在的问题是：

现有雷达散射截面面积计算效率低；

同时，现有模拟仿真雷达时，当仿真规模较大，会造成现有计算机硬件配置难以承受；

稳定性差，模拟精度差。

发明内容

针对现有技术存在的问题，本发明提供了一种模拟雷达散射截面面积的平面波间断有限元方法。

本发明是这样实现的，一种模拟雷达散射截面面积的平面波间断有限元系统包括：

供电模块、按键操作模块、主控模块、电波发射模块、电波接收模块、散射截面计算模块、电磁仿真模块、显示模块；

供电模块，与主控模块连接，用于为模拟雷达系统供电操作；

按键操作模块，与主控模块连接，用于通过操作按键对雷达进行控制操作；

主控模块，与供电模块、按键操作模块、电波发射模块、电波接收模块、散射截面计算模块、电磁仿真模块、显示模块连接，用于通过单片机控制各个模块正常工作；

电波发射模块，与主控模块连接，用于通过发射机发射无线电磁波；

电波接收模块，与主控模块连接，用于通过接收天线接收返回的电磁波；

散射截面计算模块，与主控模块连接，用于通过数据计算程序计算雷达散射截面面积；

电磁仿真模块，与主控模块连接，用于通过仿真程序对雷达电磁波进行仿真操作；