[发明专利]三维目标隐身优化方法有效
申请号: | 202010214596.0 | 申请日: | 2020-03-24 |
公开(公告)号: | CN111460579B | 公开(公告)日: | 2022-09-13 |
发明(设计)人: | 何姿;李宇晟;陈如山;丁大志;樊振宏;赵赟 | 申请(专利权)人: | 南京理工大学 |
主分类号: | G06F30/15 | 分类号: | G06F30/15;G06F30/20;G06F111/10 |
代理公司: | 南京理工大学专利中心 32203 | 代理人: | 陈鹏 |
地址: | 210094 *** | 国省代码: | 江苏;32 |
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摘要: | |||
搜索关键词: | 三维 目标 隐身 优化 方法 | ||
1.一种三维目标隐身优化方法,其特征在于,包括如下步骤:
步骤1、基于SBR的置信区间渐进空间映射粗模型建立:采用蜂鸟优化算法不断更新变化的控制点坐标与涂敷介质参数的大小,由弹跳射线法仿真计算出对应参数下的需求频带与角度上的RCS值,作为适应值返回给蜂鸟优化算法,对每一代参数进行评估,更新,直到获得满足需求的变化控制点坐标与涂敷介质参数的大小;
步骤2、基于IBC-MoM的置信区间渐进空间映射细模型建立:以阻抗边界条件为基础,结合分析电磁散射问题的积分方程方法,建立分析三维部分薄涂敷目标电磁散射特性的积分方程;
步骤3、结合三维目标隐身置信区间渐进空间映射优化方法实现需求指标:将步骤1中SBR方法作为置信区间渐进空间映射粗模型,步骤2中IBC-MoM方法作为细模型,在建立置信区间渐进空间映射的粗细模型空间后,不断在粗细模型空间之间迭代,寻找符合需求的最优解;具体方法如下:
第一步:利用蜂鸟优化算法对SBR进行优化,待优化的参量为待优化目标外形的变化控制点坐标与涂敷介质参数的大小;通过蜂鸟优化算法的反复迭代优化得到SBR的最佳设计参数然后令将代入IBC-MoM中进行计算,判断目标的RCS是否符合要求,如果符合,输出最佳设计参数,如果不符合进行下一步;
第二步:建立SBR参量空间与IBC-MoM参量空间之间的映射关系;不断优化SBR,使得其响应逼近IBC-MoM的响应,即参数提取的过程;对参数提取过程进行判断是否可信,即判断当前迭代是否提高了SBR参量空间与IBC-MoM参量空间的一致性,若提高了则进入下一步,否则进入多点参数提取过程;
第三步:结合SBR的最优设计参数和第二步中建立起的SBR参量空间和IBC-MoM参量空间之间的映射关系B,得到IBC-MoM的预测参量,进行IBC-MoM的验证;判断此时IBC-MoM的响应是否符合指标,如果不满足指标,则继续参数提取的过程,更新SBR与IBC-MoM参量之间的映射关系,得到IBC-MoM的预测参量,进行IBC-MoM的验证,直到IBC-MoM的响应满足指标。
2.根据权利要求1所述的三维目标隐身优化方法,其特征在于,步骤2所述基于IBC-MoM的置信区间渐进空间映射细模型建立:以阻抗边界条件为基础,结合分析电磁散射问题的积分方程方法,建立分析三维部分薄涂敷目标电磁散射特性的积分方程,具体方法如下:
分析三维部分薄涂敷目标的电磁散射特性问题时,假设目标表面涂敷介质的个数为L个,相对表面阻抗记为ηs1,ηs2,…ηsL,那么此类部分薄涂敷目标的散射场由公式(1)求得:
Es为三维目标的散射场,J为金属区域的感应电流,Ji为第i处薄涂敷区域的感应电流,Mi为第i处薄涂敷区域的感应磁流,G为自由空间格林函数,ni为第i处薄涂敷区域的外法向量,ω代表角频率,μ为磁导率,ε为介电常数,r,r′分别为观察点与源点,S′为三角形面元的面积,为对观察点的拉普拉斯算符,为对源点的拉普拉斯算符;
根据阻抗边界条件建立的薄涂敷区域的感应电流与感应磁流之间的关系,将公式(1)改写为:
η0为自由空间波阻抗,k0为自由空间波数,ηsi为第i处薄涂敷区域的相对表面阻抗;a代表金属部分电流产生的散射场,b代表薄涂敷区域电流产生的散射场,c代表薄涂敷区域磁流产生的散射场;其中a和b的公式是一样的,只是分析的电流分别是金属部分的电流以及薄涂敷区域上的电流,因此可以将a和b归并到一起,再结合矩量法可以得到如下的矩阵方程:
其中
I=[a1,a2,a3,…,aN]T (6)
bm=∫fm·EidS (7)
在公式(4)-(7)中,Amn为矩阵A中的第m行第n列元素,Bmn为矩阵B中的第m行第n列元素,fm,fn为场基函数和源基函数,I为待求的电流系数向量,Ei为入射场,n1为面元的外法向量,bm为向量b中的第m个元素。
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