免费论文：基于快速近似方法的海上目标电磁散射特性计算

复杂目标的雷达散射截面（RCS）预估技术在雷达隐身和反隐身、精确制导、目标仿真及识别技术领域起着极其重要的作用。海上目标电尺寸大、结构复杂、很难精确计算其RCS。而且，与一般孤立目标不同的是，海面的存在对海上目标RCS具有重要影响，海面与目标之间的复合作用使目标散射特性变得十分复杂。由于风驱海面是一个随机起伏的巨大粗糙面，使得海上目标的电磁散射特性进一步复杂化。 本文研究了一类海上复杂目标雷达散射特性的快速高频近似计算方法，研究对象为海上电大尺寸复杂目标及其与粗糙海面的复合作用。主要研究工作及贡献如下：（1）结合常见舰船外形建立了两类分别基于两面角反射器和三面体空腔反射器的目标-海面复合模型，使用高频近似方法计算了这两类模型的电磁散射随入射角和海况的变化特性，将结果与前向后向法（GFB）、迭代物理光学法（IPO）进行了比较，在理论上分析了目标-海面复合模型的特殊散射机理。（2）根据阻抗边界条件推导了多边形物理光学远场散射计算近似公式；结合计算机图形学技术，建立了用于计算多次散射贡献的完整的区域投影/物理光学法流程；通过对各种不同类型含角反射器结构的目标的后向散射特性计算，验证了方法的正确性；在计算多次散射时考虑遮挡对目标后向散射的影响，得到了斜入射情况下带有角型反射器结构的目标-海面复合模型的电磁散射特性。（3）采用图形学方法解决目标-海面复合条件下的电磁散射计算中的遮挡问题，并将快速近似方法扩展到海上环境；提出了一种快速判定三维空间内三角形面元是否相交的方法以加速射线追踪；为提高计算效率和解决目标部件间的遮挡问题，将大型目标进行拆分，得到大型海上复杂目标的RCS与二维ISAR像，体现了目标-海面复合以及目标内部的多次散射作用而形成的散射特征。（4）研究了粗糙海面条件下三维目标以及海浪之间的相互遮挡问题，形成了包括目标-粗糙海面建模、遮挡计算、以及目标-海面复合作用计算在内的计算粗糙海面上三维目标电磁散射特性的完整流程；对不同海况下的三类三维目标散射特性进行了计算，并同文献结果进行了比较，验证了本文快速近似方法的有效性。

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