二维海面上舰船目标电磁散射及合成孔径雷达成像技术研究 被引量：11

1

作者 姬伟杰 童创明 《物理学报》 SCIE EI CAS CSCD 北大核心 2012年第16期11-18,共8页

研究了二维海面上三维金属目标的电磁散射计算以及合成孔径雷达(SAR)成像技术.基于物理光学法、几何光学法和射线弹跳法计算了海面与目标镜面反射及相互耦合作用;并用等效电流法计算了目标的棱边绕射作用,该方法考虑了阴影效应,同时为... 研究了二维海面上三维金属目标的电磁散射计算以及合成孔径雷达(SAR)成像技术.基于物理光学法、几何光学法和射线弹跳法计算了海面与目标镜面反射及相互耦合作用;并用等效电流法计算了目标的棱边绕射作用,该方法考虑了阴影效应,同时为了消除人为截断引起的边缘衍射,采用锥形入射波入射.应用蒙特卡罗法生成的Pierson-Moskowitz谱粗糙面模拟实际海洋面,计算海面上立方体及舰船的双站雷达散射截面,通过与数值算法的结果相比较,验证了该算法的正确性.运用该解析法快速获取不同频率、不同角度入射波照射下海面与目标的复合后向散射场数组,结合SAR成像技术,得到海面上立方体以及不同姿态舰船目标的SAR成像结果.该研究成果在实际海洋遥感、海面上军事目标的探测与识别等领域中具有重要的应用价值. 展开更多

关键词 物理/几何光学法 射线弹跳法 棱边绕射 合成孔径雷达成像

原文传递

一体化加力燃烧室吸波介质涂敷位置对发动机雷达散射特征的影响

2

作者 卢浩浩 尚守堂 +3 位作者 孙旭 王群 邓洪伟 李繁 《航空发动机》 北大核心 2024年第4期68-74,共7页

为了研究一体化加力燃烧室表面雷达吸波介质涂敷位置对发动机雷达散射特征的影响,采用弹跳射线法(SBR)和物理绕射理论(PTD)混合算法,针对配装一体化加力燃烧室的发动机后腔体开展了14种涂覆方案的数值计算和分析。结果表明:低压涡轮部... 为了研究一体化加力燃烧室表面雷达吸波介质涂敷位置对发动机雷达散射特征的影响,采用弹跳射线法(SBR)和物理绕射理论(PTD)混合算法,针对配装一体化加力燃烧室的发动机后腔体开展了14种涂覆方案的数值计算和分析。结果表明:低压涡轮部件受到一体化支板的遮挡,其对发动机尾向雷达散射特征贡献相对较小,基本可以忽略;加力中心锥、一体化支板(背风面)、加力隔热屏(上游段)、喷管扩张段及喷管外调节片是发动机尾向重要的雷达散射源(在本研究计算条件下,单个因素影响约为20%~70%),是雷达吸波介质优先涂敷位置;加力合流环、加力隔热屏(中、下游段)、喷管收敛段在发动机尾向重点角域内基本不可视,雷达回波影响较弱(在本研究计算条件下,单个因素影响约为5%~10%),可作为雷达吸波介质视情涂敷位置。 展开更多

关键词 一体化加力燃烧室 雷达吸波介质 雷达散射特征 弹跳射线法 物理绕射法 航空发动机

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一种新的计算复杂目标电磁散射的MoM-SBR/PO混合法 被引量：5

3

作者 耿方志 彭世蕤 +2 位作者 秦开兵 潘英锋 孙宏伟 《计算物理》 EI CSCD 北大核心 2010年第2期269-273,共5页

针对三维复杂电大尺寸金属目标,在传统MoM-PO混合法的基础上,引入基于射线密度归一化(RDN)概念的射线弹跳法(SBR),计算电大PO区域内部的多次反射影响,从而得到一种新的MoM-SBR/PO混合方法,该方法区别于大部分改进的MoM-PO混合法对PO区... 针对三维复杂电大尺寸金属目标,在传统MoM-PO混合法的基础上,引入基于射线密度归一化(RDN)概念的射线弹跳法(SBR),计算电大PO区域内部的多次反射影响,从而得到一种新的MoM-SBR/PO混合方法,该方法区别于大部分改进的MoM-PO混合法对PO区域内多次反射贡献的处理,避免了迭代物理光学法涉及的多次矩阵相乘问题.与其它几种方法进行比较,结果显示吻合较好. 展开更多

关键词 矩量法 物理光学法 射线追踪法 混合法 射线密度归一化

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基于高频混合方法的复杂目标与背景复合电磁散射研究 被引量：5

4

作者 何之媛 王蕊 +2 位作者 王谷 崔闪 郭立新 《空天防御》 2020年第3期78-82,共5页

为了充分考虑舰船目标的多次散射及其与海面的耦合散射,首先采用高频混合方法研究海面与舰船目标的复合散射,即用物理光学方法近似仿真海面的电磁散射,用弹跳射线方法估算目标本身的电磁散射及其与海面的耦合电磁散射。然后,选取了不同... 为了充分考虑舰船目标的多次散射及其与海面的耦合散射,首先采用高频混合方法研究海面与舰船目标的复合散射,即用物理光学方法近似仿真海面的电磁散射,用弹跳射线方法估算目标本身的电磁散射及其与海面的耦合电磁散射。然后,选取了不同结构的两种舰船模型进行仿真,计算了不同雷达参数下舰船模型及其与海面复合模型的电磁散射情况。仿真结果表明,该方法可估算目标复杂结构之间的耦合散射,与单纯的物理光学方法相比,仿真结果更可靠,可为后续基于机器学习进行舰船目标分类识别的研究提供大量可靠的训练数据。 展开更多

关键词 电磁散射 弹跳射线法 复杂目标 高频混合

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典型目标的太赫兹散射算法研究

5

作者 杨佳奇 徐乐 +3 位作者 赵文红 霍晋聪 何瑶 史小卫 《微波学报》 CSCD 北大核心 2023年第S01期5-8,共4页

本文对太赫兹波段下典型目标的电磁散射算法问题进行研究。该算法采用射线弹跳法(SBR),主要分为建模,剖分,面散射计算,物理光学的积分求和,和计算雷达散射截面积(RCS)五个步骤,得出目标散射体在太赫兹波段下RCS随观察角的变化曲线,并利... 本文对太赫兹波段下典型目标的电磁散射算法问题进行研究。该算法采用射线弹跳法(SBR),主要分为建模,剖分,面散射计算,物理光学的积分求和,和计算雷达散射截面积(RCS)五个步骤,得出目标散射体在太赫兹波段下RCS随观察角的变化曲线,并利用CST仿真软件设置相同的条件来验证算法的正确性。最后,本文探究了太赫兹波段下和微波波段下散射体的特性,深入讨论在不同波段目标物体的散射场特点。 展开更多

关键词 太赫兹 电磁散射 射线弹跳法

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一种计算电大尺寸复杂导体目标电磁散射的MoM-SBR/PO混合法 被引量：3

6

作者 邓泳 董纯柱 耿方志 《系统工程与电子技术》 EI CSCD 北大核心 2009年第6期1400-1403,共4页

作为传统MoM和PO混合法(MoM-PO)的拓展,提出了一种组合MoM、SBR和PO的混合方法(MoM-SBR/PO)用于计算电大尺寸复杂导体目标的电磁散射。利用基于射线密度归一化(RDN)概念的SBR方法有效地考虑了PO区域之间的多次反射影响,简化了PO区域内... 作为传统MoM和PO混合法(MoM-PO)的拓展,提出了一种组合MoM、SBR和PO的混合方法(MoM-SBR/PO)用于计算电大尺寸复杂导体目标的电磁散射。利用基于射线密度归一化(RDN)概念的SBR方法有效地考虑了PO区域之间的多次反射影响,简化了PO区域内的耦合计算,避免了耗时的迭代求解过程和格林函数的选择等难点,提高了计算效率。数值结果验证了该方法的有效性和正确性。 展开更多

关键词 矩量法 物理光学法 射线追踪法 混合法 电磁散射 雷达散射截面积

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多成像模式下舰船目标SAR成像仿真 被引量：1

7

作者 张寅 范君杰 +2 位作者 闫钧华 章琪琪 夏翀翔 《现代防御技术》 北大核心 2022年第2期113-120,共8页

针对典型工作模式下舰船目标SAR(synthetica perture radar)成像仿真应用,建立了条带模式、聚束模式、扫描模式下电磁信号发射与回波传输模型。基于面元法将舰船目标三维模型划分为多个三角形面元,利用弹跳射线法计算舰船目标各面元的... 针对典型工作模式下舰船目标SAR(synthetica perture radar)成像仿真应用,建立了条带模式、聚束模式、扫描模式下电磁信号发射与回波传输模型。基于面元法将舰船目标三维模型划分为多个三角形面元,利用弹跳射线法计算舰船目标各面元的一次散射和多次散射,仿真SAR回波信号。采用距离多普勒成像算法消除回波混叠,得到SAR仿真图像。最后,对舰船目标进行多成像模式、多成像角度的仿真实验,并将仿真图像和哨兵一号A星的实测图像进行对比。仿真结果表明,提出的方法能仿真较为真实的舰船目标SAR图像。 展开更多

关键词 合成孔径雷达 成像仿真 舰船目标 弹跳射线法 距离多普勒 面元法

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SBR雷达散射截面快速算法在雷达隐身设计中的应用 被引量：1

8

作者 李伟 《舰船电子对抗》 2016年第5期34-37,97,共5页

目前RCS预估方法大致可以分为两大类:精确方法和近似方法。而近似方法运算速度快,适合在工程实际中应用,但准确度相对较低。选取了弹跳射线(SBR)法,既具有运算速度快的特点,又具有较高的准确度。简要论述了其原理以及应用情况,通过典型... 目前RCS预估方法大致可以分为两大类:精确方法和近似方法。而近似方法运算速度快,适合在工程实际中应用,但准确度相对较低。选取了弹跳射线(SBR)法,既具有运算速度快的特点,又具有较高的准确度。简要论述了其原理以及应用情况,通过典型算例验证了其方法仿真的准确度,并介绍了某型雷达外形隐身设计案例。 展开更多

关键词 雷达横截面 预估方法 弹跳射线法 雷达外形隐身

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海面上电大尺寸目标电磁散射特性研究 被引量：1

9

作者 姬伟杰 刘平 +1 位作者 关晓东 王炯 《现代导航》 2013年第5期362-370,共9页

基于几何光学法(GO)、物理光学法(PO)、射线弹跳法(SBR)和等效电流法(MEC),提出了一种快速计算金属海面上电大尺寸目标电磁散射的解析算法。该算法考虑了阴影效应,运用GO/PO+SBR计算了目标与海面的镜面反射以及它们之间的多次相互作用,... 基于几何光学法(GO)、物理光学法(PO)、射线弹跳法(SBR)和等效电流法(MEC),提出了一种快速计算金属海面上电大尺寸目标电磁散射的解析算法。该算法考虑了阴影效应,运用GO/PO+SBR计算了目标与海面的镜面反射以及它们之间的多次相互作用,并运用MEC计算了目标的棱边绕射以改进计算结果。应用该算法计算了平板上方规则金属目标的双站雷达散射截面(RCS),并与传统矩量法(MoM)进行比较,验证了算法的有效性。最后,计算了PM(Pierson-Moskowitz)海浪谱的随机海洋粗糙面上舰船模型目标的散射特性,并对计算结果进行了分析,讨论了海洋面以及入射波参数对散射结果的影响。 展开更多

关键词 几何光学法 物理光学法 射线弹跳法 等效电流法 阴影效应 棱边绕射

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某型舰船电磁环境仿真预测研究 被引量：1

10

作者 王永胜 刘宇 +2 位作者 边永亮 郭文卿 李伟 《安全与电磁兼容》 2021年第6期59-64,共6页

为了开展舰船电磁环境效应研究及防护,以某型舰船为对象,提出了适用于电大尺寸复杂平台电磁环境仿真的高低频(时域有限积分法和高频弹跳射线法)混合求解计算方法。通过CST仿真软件,对短波天线和搜索雷达天线采用时域有限积分法仿真计算... 为了开展舰船电磁环境效应研究及防护,以某型舰船为对象,提出了适用于电大尺寸复杂平台电磁环境仿真的高低频(时域有限积分法和高频弹跳射线法)混合求解计算方法。通过CST仿真软件,对短波天线和搜索雷达天线采用时域有限积分法仿真计算得到精确的天线电磁特性;对电大尺寸舰船采用高频弹跳射线法仿真计算甲板上和舱室内电磁环境。与实船测试对比,仿真预测精度误差小于6 dB,满足某型舰船电磁环境仿真应用需求,同时也为舰船电磁防护设计提供依据。 展开更多

关键词 舰船 电磁环境 仿真预测 时域有限积分法 弹跳射线法

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基于弹跳射线法的机载天线仿真分析 被引量：1

11

作者 李腾飞 朱婷婷 +1 位作者 王英浩 庄伟 《南京师范大学学报（工程技术版）》 CAS 2020年第3期38-42,共5页

提出了基于表面电流法的弹跳射线法,并利用对比基于接收球算法的射线追踪法和矩量法的计算结果来验证算法的计算精确性,然后采用基于表面电流法的弹跳射线法分析某型号直升飞机机载天线,对比不同位置处天线的方向图变化,分析变化原因,... 提出了基于表面电流法的弹跳射线法,并利用对比基于接收球算法的射线追踪法和矩量法的计算结果来验证算法的计算精确性,然后采用基于表面电流法的弹跳射线法分析某型号直升飞机机载天线,对比不同位置处天线的方向图变化,分析变化原因,为实际飞机天线布局设计提供参考. 展开更多

关键词 天线布局 电磁仿真 弹跳射线法

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求解电大尺寸目标与地海面复合散射的SBR-IEM混合算法 被引量：1

12

作者 李雅萍 齐萌 +1 位作者 李西敏 苗海 《海军工程大学学报》 CAS 北大核心 2016年第4期85-91,共7页

提出了一种研究大范围地海面背景与电大尺寸目标复合电磁散射的新型混合算法。该算法首先将地海面划分为大尺寸粗糙面元,采用基于快速射线寻迹技术的改进射线追踪(SBR)方法计算目标面元和粗糙面元上产生的相干散射分量;然后,结合积分方... 提出了一种研究大范围地海面背景与电大尺寸目标复合电磁散射的新型混合算法。该算法首先将地海面划分为大尺寸粗糙面元,采用基于快速射线寻迹技术的改进射线追踪(SBR)方法计算目标面元和粗糙面元上产生的相干散射分量;然后,结合积分方程解(IEM)计算粗糙面元上产生的非相干散射分量;最后,通过实例计算,并与KA-MoM结果进行了对比分析,结果表明:改进SBR-IEM混合算法具有较高的计算效率,节省大量存储空间和运算时间。 展开更多

关键词 复合电磁散射 粗糙面 射线追踪法 积分方程解 混合算法

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基于FPGA的弹跳射线法实时加速

13

作者 万智鹏 张帆 《计算机工程与设计》 北大核心 2016年第5期1212-1216,共5页

为提高雷达散射截面计算的效率,提出一种基于现场可编程门阵列(field programmable gate array,FPGA)平台的弹跳射线法实时加速方法。采用Verilog语言,实现法向量求解、求交运算、多次散射、场强追踪和散射界面计算等模块的设计。与传... 为提高雷达散射截面计算的效率,提出一种基于现场可编程门阵列(field programmable gate array,FPGA)平台的弹跳射线法实时加速方法。采用Verilog语言,实现法向量求解、求交运算、多次散射、场强追踪和散射界面计算等模块的设计。与传统计算机串行计算相比,基于FPGA的加速方法能够保证计算精度,提高计算效率,加速比接近600倍,满足弹跳射线法的实时性需求,可方便地集成到实时雷达信号模拟中,拓展其应用范围。 展开更多

关键词 射线追踪 弹跳射线法 物理光学法 雷达散射截面预估 可编程逻辑门阵列

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基于时域弹跳射线法的海面复合目标近场回波仿真 被引量：3

14

作者 吕德程 余洪鑫 +1 位作者 冯菊 钟选明 《微波学报》 CSCD 北大核心 2023年第1期13-18,共6页

雷达回波信号的获取对研究动态目标识别和雷达成像具有十分重要的意义。提出了一种基于时域弹跳射线法(Time Domain Shooting and Bouncing Ray, TDSBR)的动态目标回波仿真模型,用于模拟海上电大目标的近场雷达回波。该模型采用TDSBR方... 雷达回波信号的获取对研究动态目标识别和雷达成像具有十分重要的意义。提出了一种基于时域弹跳射线法(Time Domain Shooting and Bouncing Ray, TDSBR)的动态目标回波仿真模型,用于模拟海上电大目标的近场雷达回波。该模型采用TDSBR方法直接在时域计算弹载雷达照射下的目标与海面近场复合散射特性,并结合“stop-go”方法模拟雷达与目标之间的相对运动,实现了弹载雷达照射下海上运动舰船目标的回波信号仿真。仿真结果表明,该模型可以有效呈现海面与海上目标的耦合效应,实现对目标速度和距离的预测,具有良好的精度和较高的效率,在海洋环境中弹载雷达的回波预测和目标检测中具有广阔的应用前景。 展开更多

关键词 雷达回波 时域弹跳射线法 复合目标 近场散射 动目标检测

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计算曲面结构目标的发散因子修正弹跳射线法

15

作者 王豪 魏兵 刘宏伟 《中国舰船研究》 CSCD 北大核心 2023年第4期111-118,共8页

[目的]在使用弹跳射线法(SBR)计算曲面目标的电磁散射特性时,若采用平面片离散曲面结构,会对射线管的波前计算以及射线跟踪造成较大误差,导致仿真结果的置信度明显下降,因此需进行算法修正。[方法]在修正算法中利用曲面拟合技术重塑三... [目的]在使用弹跳射线法(SBR)计算曲面目标的电磁散射特性时,若采用平面片离散曲面结构,会对射线管的波前计算以及射线跟踪造成较大误差,导致仿真结果的置信度明显下降,因此需进行算法修正。[方法]在修正算法中利用曲面拟合技术重塑三角型离散模型的曲率信息,基于微分几何计算射线管波前曲率,进而引入发散因子修正射线管的幅值。另外,对于采样精度下降的发散射线管,设计出新的射线追踪方法,并实现射线管对目标表面的超采样。[结果]数值结果表明,修正后的算法有效提高了射线管的采样精度和曲面结构目标的计算准确度。[结论]发散因子修正对于提高弹跳射线法计算曲面目标散射特性的准确度具有重要意义。 展开更多

关键词 曲面拟合 弹跳射线法 发散因子 射线跟踪

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分层双轴各向异性介质电磁传播矩阵计算

16

作者 朱逸 李建周 +2 位作者 秦则芸 刘祥威 张生俊 《系统工程与电子技术》 EI CSCD 北大核心 2021年第12期3420-3428,共9页

在广义传播矩阵(general transmitting matrix,GTM)方法分析各向异性介质传播特性的基础上,对分层双轴各向异性介质进行分析。构造双轴各向异性介质中横向场的状态矢量和耦合矩阵,得到双轴各向异性介质中的本征波,引入GTM,获得分层双轴... 在广义传播矩阵(general transmitting matrix,GTM)方法分析各向异性介质传播特性的基础上,对分层双轴各向异性介质进行分析。构造双轴各向异性介质中横向场的状态矢量和耦合矩阵,得到双轴各向异性介质中的本征波,引入GTM,获得分层双轴各向异性介质的反射系数和透射系数。对不同介质涂覆结构的角度特性和频率特性进行分析,数值计算结果与商业软件结果高度一致。进一步将电磁传播矩阵与弹跳射线(shooting and bouncing ray,SBR)法相结合,获得介质涂覆目标的电磁散射特性,所得雷达散射截面结果与商业软件结果之间的均方根误差小于3 dBsm,体现了该方法的准确性。 展开更多

关键词 各向异性介质 广义传播矩阵 反射系数 交叉极化 弹跳射线法

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面向净空保护的高层建筑对雷达电磁干扰分析

17

作者 季小乙 徐乐 +2 位作者 訾小龙 李伟 史小卫 《微波学报》 CSCD 北大核心 2023年第S01期264-267,共4页

针对净空保护需求,在建设高层建筑时,其高度必须低于航空限高,在不侵入航空器飞行高度同时其对航空器与机场之间的电磁波产生一些干扰。机场雷达在监测航空器的同时,可能会接受到高层建筑导致的航空器镜像电磁波,即雷达监测到航空器虚... 针对净空保护需求,在建设高层建筑时,其高度必须低于航空限高,在不侵入航空器飞行高度同时其对航空器与机场之间的电磁波产生一些干扰。机场雷达在监测航空器的同时,可能会接受到高层建筑导致的航空器镜像电磁波,即雷达监测到航空器虚影。在求解这样的电大尺寸问题,因其计算量与内存需求大,本文应用了弹跳射线法进行计算,参考分析某市关于建设高层建筑对于当地机场的电磁干扰影响,并建立了虚影概率模型。 展开更多

关键词 电磁干扰 弹跳射线法 航空限高 虚影监测

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双棱锥型角反射器RCS快速预估方法 被引量：4

18

作者 吴林罡 胡生亮 +1 位作者 张俊 吴兆东 《战术导弹技术》 北大核心 2021年第5期29-35,共7页

为实现浮空式角反射器RCS快速预估,通过改进基于几何光学和区域投影的高频混合算法,推导出双棱锥型角反射器的全向RCS表达式;通过分析平面波在双棱锥型角反射器内表面的反射情况,推导建立了双棱锥型角反射器全极化RCS的快速预估流程;将... 为实现浮空式角反射器RCS快速预估,通过改进基于几何光学和区域投影的高频混合算法,推导出双棱锥型角反射器的全向RCS表达式;通过分析平面波在双棱锥型角反射器内表面的反射情况,推导建立了双棱锥型角反射器全极化RCS的快速预估流程;将RCS快速预估方法计算结果与弹跳射线法仿真结果进行了对比,证明了全极化RCS快速预估的可行性,为进一步实现浮空式角反射器阵列的快速RCS预估以及快速布放决策提供了重要帮助。 展开更多

关键词 角反射器 RCS预估 全极化 几何光学 区域投影 弹跳射线法

原文传递

新型射线管分裂技术的计算效率研究 被引量：1

19

作者 刘芫健 张业荣 曹伟 《微波学报》 CSCD 北大核心 2007年第5期59-63,共5页

射线追踪的计算效率取决于射线管数量的大小,本文基于计算效率提出一种射线管分裂新技术——确定性射线管分裂法。通过与常见的两种射线追踪方法理论分析进行对比,给出需要追踪的射线管数量的解析式,表明该方法可以显著减少射线管数量... 射线追踪的计算效率取决于射线管数量的大小,本文基于计算效率提出一种射线管分裂新技术——确定性射线管分裂法。通过与常见的两种射线追踪方法理论分析进行对比,给出需要追踪的射线管数量的解析式,表明该方法可以显著减少射线管数量。最后通过仿真计算验证了在相同追踪代数和预测精度条件下,确定性射线管分裂法具有花费CPU时间较少、计算效率较高的优点。 展开更多

关键词 射线追踪 入射及反弹射线法 有固定分辨率的射线管分裂法 确定性射线管分裂法

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