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球体表面的散射计算----基于矩量法的全域应用

  • 简介: 原文 第1章 绪论历史上历次成功的大小军事行动,都得益于确保突然性和提高生存能力的努力,现代社会依然如此,侦察技术在这两方面尤为重要。当今复杂、高技术战争需要更为先进和昂贵的武器装备。尽管实现军事侦察涉及各种科学和非科学因素的约...
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原文

第1章 绪论
历史上历次成功的大小军事行动,都得益于确保突然性和提高生存能力的努力,现代社会依然如此,侦察技术在这两方面尤为重要。当今复杂、高技术战争需要更为先进和昂贵的武器装备。尽管实现军事侦察涉及各种科学和非科学因素的约束,对飞行器的雷达有效面积(RCS)及其它武器系统的研究仍在广泛而深入地展开着。
1.1 实现方案
理想导球体迈依级数(Mie series)被普遍用作测量参考标准,其它理想旋转体(Bodies Of Revolution)也可被同样采用。然而,BOR的选择取决于计算能力,换言之,即求解特定精度的待求散射场的可行性。
计算机程序计算旋转体表散射场采用矩量法。它将散射体表划分成段,并应用分段展开级数来逼近积分方程中的电流密度,此积分方程描述散射并满足边界条件。这种方法存在着两个缺点:首先,对较大导体表面电流密度的精确模拟需要大量的展开函数,如此大量的展开函数是不可取的;其次,如果计算精度不满足,则需重新计算体表电流密度,耗费了计算时间。
本论文方法是用定义域为导体表面全长度的函数将方程中未知电流密度函数展开。全域函数的连续性,比起先前的方法,能更好地描述光滑导体表面的电流密度;而且,将导体重新分段仍可使得先前数据有效,故分段方法的两个缺点都可被避免。
1.2 论文要求
要求理解论文Computation of Scattering From Bodies of Revolution Using An Entire-domain Basis Implementation of the Moment Method,利用程序在MATLAB上实现其算法,并尝试改进程序。
1.3 论文安排
论文的目的是验证全域基函数在计算旋转体散射的有效性。第2章是关于矩量法的基础内容,是本文的理论基础。第3章建立旋转体及对公式进行理论推导,第4章实现基函数在积分方程中的应用,并用其将雷达有效面积表示出来。第5章介绍MATLAB程序组成,包含流程图,并分析节省时间的原因。第6章对软件仿真结果进行分析对比,包括精确度及时间上的对比。附录A中是选取部分不同半径下的RCS图样。附录B是图6.1依赖的计算数据。



第2章 矩量法简介
2.1 矩量法
矩量法最早为解决弹性动力学的问题产生,以后又发展为处理涉及线性积分微分的各种问题的方法。它将微积分算子作用的方程――通常这类方程不能由分析方法得到确切解,转化为一系列的线性方程。一旦方程被成功转化,剩下的问题就只需将矩阵求逆再乘另一矩阵即可。
......


  目录

第1章 绪论
第2章 矩量法简介
第3章 旋转体及积分方程
第4章 积分方程的应用
第5章 程序分析
第6章 仿真结果分析


  参考资料

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  简单介绍

在研究被测目标的雷达有效面积(Radar Cross-Section)过程中,精确计算理想导体表面的散射是非常有必要的。对此问题的一般计算方法是采用子域基函数来模拟导体表面分段区间内的未知电流密度。这种方法有其缺点:在精确描述感应电流密度的过程中,需要用到大量的基函数。另外,如果先前精度不满足要求,则需要通过增加基函数项来提高精度。这样就会使得先前计算数据无效而必须重新计算,将会耗费大量的计算时间。
本论文采用全域基函数——基于整个导体表面长度的基函数,对未知电流密度予以模拟。全域基函数能更好的模拟理想导体表面的电流密度,并且通过选择合适的基函数,可以更好地逼近未知电流密度的函数特性。采用低项次的计算便可得到理想的计算结果,计算过程中处理的矩阵也较小。而且,增加全域基函数项以提高精度的方法可以保留先前的计算结果,可以节省大量的计算时间。
本文对理想导体——球体表面采用全域基函数的矩量法,对导出的电场积分方程进行求解,并与采用脉宽函数为基函数的子域基函数矩量法进行比较,以体现全域法的优越性。

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