耦合目标近场散射外推技术研究

针对具有多次散射的耦合目标在不满足远场条件下测量的散射方向图发生畸变的问题,通过分析耦合目标的近场-远场转换关系,提出一种"多发多收"模式的近场散射外推方法.在获得全角域的近场双站信息后,对各角度近场接收的散射数据进行外推处理,然后根据互易定理,将外推后的数据等效为"远场发射、近场接收"数据.接下来对该数据再进行一次外推,满足"远场发射、远场接收"的条件,最后取出对角线上的元素获得各角度的远场RCS（Radar Cross Section,RCS）.通过建立存在强耦合机制的二面角和腔体结构模型,利用FEKO和MATLAB软件对方法进行仿真,将"多发多收"外推的结果与远场RCS进行比对.结果表明：该方法得到的结果与远场RCS方向图吻合良好,全角域均值误差小于1dB,验证了方法的有效性.     

近远场变换技术在目标特性测试中的应用

对近远场变换技术在目标特性测试中的应用进行了研究,通过对飞机模型的仿真结果进行近场成像处理、远场计算重构以及卷积积分修正等处理,可将近场散射变换到远场.同时,近远场变换技术能够有效解决在不满足远场条件下测量雷达散射截面积(RCS)时遇到的问题.通过对金属导体圆柱、导弹模型、常规飞机模型、角反射器等进行RCS测试,并对单...     

二维散射问题的一个完整的时域解

本文研究了利用卷积直接求解瞬态散射远场的方法，得到二维散射问题完整的时域解，通过计算实例与严格理论解的比较，表明算法的正确性，评议中给出几种规则散射体的RCS和瞬态散射远场的计算结果。     

电波传播与天线

0632368近场散射与远场RCS的链条关系式[刊,中]／何国瑜／／微波学报．-2006,22(4)．-1-4(E)与远场RCS比较．近场散射问题更复杂、更普遍．具有重要意义。近场散射与远场RCS之间的关系是近场散射研究中的前沿课题之一。本文首先引用三天线概念,其次利用天线耦合公式及电磁场的互易定理导出简洁的链条关系式。最后利用线性系统理论中的基本概念对链条关系式作物理意义的解释。链条关系式在目标特性研究、远场和近场散射测量等方面有重要意义。参9     

基于并行MLFMA的SAR舰船目标RCS计算

为提高合成孔径雷达（SAR）图像仿真效果,针对SAR图像中舰船目标雷达散射截面（RCS）计算的精度和效率问题,在利用几何建模方法构建三维舰船模型的基础上,采用并行多层快速多极子算法（MLFMA）计算了舰船目标RCS并分析了该算法的并行加速比。仿真实验表明,并行MLFMA算法适用于高频范围内较大尺寸舰船目标RCS的计算,比物理光学法（PO）和物理光学与矩量混合算法（PO—MOM）具有更高的计算精度且并行方案能明显提高求解目标RCS的效率。     

基于0.14 THz成像雷达的RCS测量

介绍了一种在菲涅耳区测量雷达散射截面(RCS)的方法。通过近-远场变换,利用目标的一维距离像、二维逆合成孔径雷达(ISAR)像数据估计目标RCS,避免了太赫兹(THz)频段RCS测量不容易满足远场条件的困难。采用强散射点提取技术剔除支架等背景噪声对测量结果的影响,提高了RCS估计精确度。利用该方法对0.14 THz雷达缩比测量数据进行处理,获得了典型目标在P波段的RCS估计值。     

用MATLAB开发的FDTD系统研究电磁散射远场特性

利用ＬＯＶＥ场等效原理，实现了从近场到远场的变换，有助于时域有限差分法对电磁散射远场问题的解决，并在此基础上开发了建立在ＭＡＴＬＡＢ平台上的时域有限差分法软件系统，以方便对电磁散射远场问题进行研究。利用该系统解决了三个电磁散射实例中的远场问题，并将其计算结果与理论或其它计算方法所得的结果进行了比较，结果吻合较好。     

基于扫频时域法测量的RCS外推技术研究

大目标的室内RCS测量不易满足远场条件,外推技术可将测试距离大幅度缩短,从而克服此缺陷。针对点频连续波方法测试RCS精度很有限,致使外推结果精度不高,本文提出基于扫频的时域法RCS外推技术。扫频测试能得到高精度的时域测试数据,通过对时域数据进行有效的变换,获取准确的频域幅相信息,从而外推出较高精度的远场RCS,实现大目标的RCS测量。通过对金属圆柱的测试,验证了该技术的优越性。     

用空间传播和RCS模型研究RFID装置最大识别距离

通过自由空间传播模型和雷达散射横截面（RCS）模型，研究了反向散射射频识别（RFID）装置的最大识别距离。用高频电磁场仿真软件FEKO对折叠偶极子标签天线进行了建模仿真，得到天线的远场辐射方向图、输入阻抗以及在不同负载情况下天线的单站RCS值。经过理论分析和仿真计算，由两个电波传播模型分别得出RFID装置可能的最大识别距离。最后比较了两种模型的计算结果，较小的距离即为该反向散射RFID装置的最大识别距离。     

利用FEKO 对塑料目标支架RCS 的仿真研究

利用Ansys公司Feko软件对多种形状、不同材料的塑料目标支架进行了雷达散射截面（RCS）的仿真计算。经对比分析,得出RCS最小的塑料目标支架。最后在仿真结果的基础上,得出一种预估泡沫柱内部材料产生的RCS的方法。     

近场散射与远场RCS的链条关系式

与远场RCS比较,近场散射问题更复杂、更普遍,且有重要意义。近场散射与远场RCS之间的关系是近场散射研究中的前沿课题之一。本文首先引用三天线概念,其次利用天线耦合公式及电磁场的互易定理导出简洁的链条关系式。最后利用线性系统理论中的基本概念对链条关系式作物理意义的解释。链条关系式在目标特性研究、远场和近场散射测量等方面有重要意义。     

箔条感应电流分布和散射特性研究

推导了箔条雷达散射截面(RCS)的计算公式及其衍生的公式;基于矩量法和伽略金法,计算和比较了箔条散射与振子辐射的感应电流分布和远场方向图的差异,讨论了箔条空中姿态对感应电流分布及远场方向图的影响;给出了单站散射和双站散射情形单根箔条平均有效雷达截面的定义和计算公式.     

基于海情和三次样条插值算法的舰船雷达散射截面优化分析方法

不同风浪等级下的海面会对船舰目标雷达散射截面(RCS)分析产生强烈影响。该文建立了一种船舰模型,利用物理光学法与矩量法的混合算法(PO-MOM)分析了不同海情下的船舰目标远场单站RCS。之后研究了海情对船舰目标RCS测试结果的影响。最后提出了基于3次样条插值(Cubic Spline Interpolation, CSI)算法的优化补偿方法。结果表明,随着海情等级的增加,舰船RCS降低;利用3次样条插值算法进行补偿,其补偿结果的平均值误差小于0.38 dBsm,最大值误差小于0.05 dBsm,因此能有效地减少海情对船舰RCS测试结果的影响。     

一种利用外推获得飞行器目标远场RCS方法研究

提出了一种球面波照射下获取室内飞行器目标RCS的方法。室内RCS测试难以满足远场条件,造成散射方向图畸变。针对飞行器目标机身高度较小,可将入射球面波等效为柱面波,然后借助参考目标,导出其在柱面波与平面波照射下的修正系数g(x)。再次,建立被测目标近距散射场与g(x)之间的关系,从而得到目标等效平面波照射下的远场RCS。仿真表明:与理论值相比,外推后的结果在有限角域内吻合良好。实验在微波暗室测量了飞行器目标在两个不同距离下的散射场,外推后RCS具有一致的收敛性,并与电磁计算结果进行比较,验证了外推技术具有较高的精度。另外,该方法对目标口径、纵深尺寸没有苛刻的限制。     

Useful Analytical Formulae for Near-Field Monostatic Radar Cross Section Under the Physical Optics: Far-Field Criterion

Radar cross section (RCS) is usually defined in the far-field zone. In this case, RCS is independent of the range of the radar from the object. However, in several scenarios, like for military applications or measurements led in anechoic chambers, the object is located in the near-field zone. From the physical optics (PO) approximation and from some simplying assumptions, this paper presents useful analytical formulae of the monostatic RCS of canonical shape perfectly-conducting objects at oblique incidence angles. The formulae are then compared with the PO integral, which requires two-fold numerical integrations. Finally, the authors also examine the far-field criterion using the resulting expressions.      

超电大目标与分形海面复合散射研究

舰船与海面构成复合目标,其雷达散射截面(RCS)的研究一直是电磁计算领域中的重点和难点。文中建立了Weierstrass分形海面和目标三角面元的几何模型以及基于物理光学法(PO)和弹跳射线法(SBR)的海面目标的电磁散射模型。采用OpenGL图形编程技术与C++多线程处理技术设计了一款可视化目标电磁散射预估系统(ESEE)V1.0,对比典型目标体RCS 与商业软件FEKO 的计算结果,验证了ESEE的可靠性。通过计算不同海况的海面RCS 及超电大尺寸舰船与海面复合散射RCS,分析了海面散射以及超电大目标与海面复合散射特性。     

Overview of an image-based technique for predicting far-field radar cross section from near-field measurements

For the last 18 years, our group has been developing a variety of near-field-to-far-field transformations (NFFFTs) for predicting the far-field (FF) RCS of targets from monostatic near-field (NF) measurements. The most practical and mature of these is based on the reflectivity approximation, commonly used in ISAR imaging to model the target scattering. This image-based NFFFT is also the most computationally efficient because - despite its theoretical underpinnings - it does not explicitly require image formation as part of its implementation. This paper presents a formulation and implementation of the image-based NFFFT that is applicable to two-dimensional (2D) spherical and one-dimensional (1D) circular near-field measurement geometries, along with numerical and experimental examples of its performance. We show that the algorithm's far-field RCS pattern-prediction performance is quite good for a variety of frequencies, near-field measurement distances, and target geometries. In addition, we show that the predicted RCS statistics remain quite accurate under conditions where the predicted far-field patterns have significantly degraded due to multiple interactions and other effect.