[发明专利]一种不规则非均匀介质体雷达散射截面的计算方法

说明书

一种不规则非均匀介质体雷达散射截面的计算方法，步骤如下：建立目标介质体模型，确定目标介质体模型的介电常数空间分布；基于目标介质体的最大介电常数对目标介质体模型进行网格剖分；生成目标介质体模型的介电常数采样点，由介电常数空间分布得到介电常数采样点对应的介电常数值，提取每个剖分单元的顶点坐标，将每个剖分单元的各顶点和目标介质体模型中每个介电常数采样点进行遍历，确定每个剖分单元内的介电常数采样点，将每个剖分单元的所有介电常数采样点的介电常数值求平均，得到的平均值即为该剖分单元的介电常数值；采用矩量法计算目标介质体的雷达散射截面。本发明可以实现对任意不规则外形、复杂非均匀介质体更精确的散射特性分析。

技术领域

本发明属于电磁散射计算技术领域，特别涉及一种不规则、非均匀介质体的雷达散射截面(RCS)的计算方法，尤其是大气湍流对视距链路及超视距链路的影响效应计算方法。

背景技术

不规则、非均匀介质体的电磁散射特性计算的需求在日益增加，如涂覆非均匀介质的天线散射、脑散射、地壳散射、尾流散射以及大气湍流散射对视距链路、超视距链路效应的应用等技术问题。目前不规则、非均匀介质体的散射特性的计算一般是将介质体近似为简化模型后，再进行电磁散射特性的计算。例如，飞行器运动时引起的大气扰动压强分布是一种不规则、非均匀介质体，现有方法在对其散射特性进行计算时，径向密度梯度模型是将尾流单涡建模为圆柱体，绝热传输模型是将尾流近似为横截面半径与涡距有关的圆，求解湍流散射效应时一般采用估算模型，结构常数和频率决定雷达散射截面的大小。这些计算方法都是将不规则、非均匀介质模型进行近似简化，这些近似降低了电磁散射特性计算的准确性。

发明内容

本发明的目的是提供一种更准确的计算不规则、非均匀介质体的雷达散射截面的计算方法。

为了实现上述目的，本发明采取如下的技术解决方案：

一种不规则、非均匀介质体的雷达散射截面的计算方法，包括以下步骤：

S1、建立目标介质体模型，确定目标介质体模型的介电常数空间分布；

S2、根据目标介质体的介电常数空间分布确定目标介质体的最大介电常数，基于目标介质体的最大介电常数对目标介质体模型进行网格剖分，剖分后得到若干个剖分单元；

S3、根据目标介质体的介电常数空间分布，确定目标介质体模型中每个剖分单元的介电常数值，具体步骤如下：生成目标介质体模型的介电常数采样点，根据目标介质体模型的介电常数空间分布得到目标介质体模型中每个介电常数采样点对应的介电常数值，提取每个剖分单元的顶点坐标，将每个剖分单元的各顶点和目标介质体模型中每个介电常数采样点进行遍历，从而确定每个剖分单元内的介电常数采样点，将每个剖分单元的所有介电常数采样点的介电常数值求平均，得到的平均值即为该剖分单元的介电常数值；

S4、根据目标网格模型和每个剖分单元的介电常数值，采用矩量法计算目标介质体的雷达散射截面。

更具体的，所述体剖分单元为四面体形状。

优选的，采用蒙特卡洛方法确定介电常数空间分布，解决随机场问题。

由以上技术方案可知，本发明方法将不规则、非均匀介质体进行网格剖分，近似为若干小的均匀介质四面体的组合，当小介质体足够多时，各个介电常数均匀的小介质体的耦合散射特性可以近似为非均匀介质体的电磁散射特性，然后对每一个网格剖分单元进行介电常数赋值。通过将不规则、非均匀介质体的介电常数值设为最大值，并且剖分单元满足网格剖分精度要求，使得建模粒度达到最小剖分单元级别，相对于其他近似模型而言提高了结果的准确性，从而实现对任意不规则外形、复杂非均匀介质体的精细化电磁散射建模与更精确的散射特性分析。

附图说明

图1为本发明方法的流程图；

图2为本发明实施例目标介质体模型进行网格剖分后的示意图；