粗糙海面低飛目標復合建模的雙站散射與Doppler頻譜.pdf

1、粗糙海面與體目標共存時電磁散射的研究為環(huán)境雜波中目標識別、跟蹤與制導等高技術(shù)提供了仿真模型與理論依據(jù).以往的粗糙面散射計算有高頻近似的Kirchhkoff切平面法、低頻近似的微擾法、雙尺度法等近似的解析方法.而要模擬復雜粗糙面以及與目標復合建模的電磁散射則需要計算電磁學數(shù)值方法.目前FEM、FDTD等數(shù)值計算方法的應用僅限于粗糙面的散射計算,以及電磁波垂直入射埋地目標的探測模擬,對粗糙面上低空目標的復合建模的散射模擬尚未有過研究.隨著電

2、磁波頻率(如C波段以上)的升高,以波長來表達的粗糙面與目標的幾何尺寸明顯增大了.由此,模型離散化后的內(nèi)存需求迅速增加,超出目前計算設備的性能極限,由此產(chǎn)生了大范圍海面與目標的建模問題.另一方面,動態(tài)起伏海面背景中艦船與飛行目標的Doppler(DP)頻譜則為海面雷達監(jiān)測、目標制導、海面冰山觀測與海洋遙感提供了重要的研究手段.近期二維風驅(qū)海面DP譜的準靜態(tài)法數(shù)值模擬取得了很大進展,在此基礎上我們開展了海面低飛目標DP譜的數(shù)值模擬研究.本文

3、的主要貢獻有:1.提出電磁波低掠角入射二維粗糙海面與低空目標的復合建模,用有限元方法數(shù)值模擬了風驅(qū)海面與目標的雙站電磁散射.有限元方法中吸收邊界采用共形匹配層技術(shù),消除了平面匹配層交接處在低掠角入射時產(chǎn)生的反射誤差.2.提出了電磁波低掠角入射大范圍二維粗糙海面上艦船與低空目標雙站電磁散射的有限元區(qū)域分解方法.建立了含共形匹配層吸收邊界的區(qū)域分解法耦合邊界條件,用內(nèi)視法導出了相應的耦合矩陣.在PC機上未知數(shù)求解能力達到百萬數(shù)量級,對粗糙海