检索结果-内蒙古大学图书馆

电子学报 2023年第4期51卷 843-849页

作者：唐波鲁嘉淇郭琨毅盛新庆北京科技大学计算机与通信工程学院北京100083 北京理工大学集成电路与电子学院射频技术与软件研究所北京100081

本文针对箔条云半实物射频仿真(Radio Frequency Simulation System,RFSS)中的关键问题进行研究,给出了对箔条云进行半实物射频仿真时的三元组的馈电系数的计算公式.与对点目标的仿真不同,对箔条云的仿真更注重其散射场统计特性的复现.... 详细信息

本文针对箔条云半实物射频仿真(Radio Frequency Simulation System,RFSS)中的关键问题进行研究,给出了对箔条云进行半实物射频仿真时的三元组的馈电系数的计算公式.与对点目标的仿真不同,对箔条云的仿真更注重其散射场统计特性的复现.箔条云的空间随机分布和随机运动特性,表现为其回波的空间相关性和时间相关性.本文通过三元组馈电系数之间的相关性来仿真箔条云散射回波的空间相关性;通过差分重心公式的横向平移、径向相移以及时域滤波来仿真箔条云散射回波的时间相关性.数值模拟结果验证了所给出的箔条云射频仿真方法的有效性.这些工作为箔条云的半实物射频仿真提供了理论基础和分析框架.

关键词：射频仿真箔条云三元组

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海背景下箔条云电磁散射研究

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电波科学学报 2025年第1期40卷 46-57页

作者：郑文静何姿丁大志南京理工大学南京210094

箔条是一种常见的无源干扰方式,主要用于干扰雷达系统的探测。当雷达信号碰到箔条时会产生强烈的散射,在雷达接收端产生伪目标或回波云,干扰雷达对真实目标的探测和跟踪。针对低空环境下箔条云的电磁散射会受海面反射和多路径效应影响... 详细信息

箔条是一种常见的无源干扰方式,主要用于干扰雷达系统的探测。当雷达信号碰到箔条时会产生强烈的散射,在雷达接收端产生伪目标或回波云,干扰雷达对真实目标的探测和跟踪。针对低空环境下箔条云的电磁散射会受海面反射和多路径效应影响的问题,本文提出了海面上空箔条云电磁散射仿真模型,重点分析了箔条云与海面之间的耦合效应对电磁散射的影响。利用四路径理论考虑箔条云与粗糙海面之间的多重散射效应,针对高密度箔条云的散射特性,利用矢量辐射传输方法结合蒙特卡罗求解器模拟光子在箔条云和海面之间散射时的能量变化。考虑海面相关的耦合过程和海面散射部分,采用改进的积分方程模型快速计算多种海况下海面电磁散射贡献。利用多层快速多极子方法有效验证了不同频率和不同箔条间隔下本文方法的准确性。本文还模拟了不同海况和高度下箔条云散射雷达截面积的动态变化,进一步分析了不同空间分布的箔条云对电磁散射特性的影响。这些研究为实际应用中的箔条云散射特性分析提供了有力支持。

关键词：海面箔条云耦合散射四路径理论解析方法

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基于分层极化特性的箔条云识别方法

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系统工程与电子技术 2021年第8期43卷 2099-2107页

作者：李永祯刘业民庞晨黄大通国防科技大学电子科学学院湖南长沙410073

箔条作为典型的无源干扰手段,在空中运动扩散和分布取向复杂多变,具有不确定性,其雷达特性相当复杂,即使先进的合成孔径雷达(synthetic aperture radar,SAR)导引头也难以应对。对此,从箔条云的极化特性和空气动力学特性入手,提出一种基... 详细信息

箔条作为典型的无源干扰手段,在空中运动扩散和分布取向复杂多变,具有不确定性,其雷达特性相当复杂,即使先进的合成孔径雷达(synthetic aperture radar,SAR)导引头也难以应对。对此,从箔条云的极化特性和空气动力学特性入手,提出一种基于分层极化特性的箔条云干扰识别方法,利用箔条云特有的分层极化特性来识别箔条干扰。所提方法利用干涉原理获取目标的高度维信息,提出特征识别量ρ用于衡量箔条云和舰船目标的极化特性差异,并讨论了所提方法的适用范围。理论分析和仿真结果验证了所提方法的可行性。

关键词：极化箔条云目标识别合成孔径雷达导引头

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箔条云与飞机目标复合电磁散射及试验研究

箔条云与飞机目标复合电磁散射及试验研究

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作者：左炎春西安电子科技大学

学位级别：博士

箔条云干扰技术已广泛应用于多种空战场景中,飞机在受到威胁时可释放箔条云以保全自我,箔条云及其与飞机复合电磁散射计算是进行箔条云干扰效能分析的基础,当前对该技术研究主要面临三大难题:第一,飞机尾流中箔条扩散几何建模;第二,箔... 详细信息

箔条云干扰技术已广泛应用于多种空战场景中,飞机在受到威胁时可释放箔条云以保全自我,箔条云及其与飞机复合电磁散射计算是进行箔条云干扰效能分析的基础,当前对该技术研究主要面临三大难题:第一,飞机尾流中箔条扩散几何建模;第二,箔条云及其与目标复合电磁散射计算;第三,可控箔条云与目标复合电磁散射试验。面对这些问题,本文开展了针对性研究。在箔条云扩散建模方面,本文使用NavierStokes方程结合有限时域差分法对飞机尾流影响下的箔条云扩散进行建模。在散射计算方面,本文使用改进的矢量辐射传输理论对箔条云电磁散射特性进行描述,用并行蒙特卡洛算法进行矢量辐射传输方程求解。在箔条云与飞机复合散射计算问题上,本文将高频弹跳射线法进行统计改写,并将其与并行矢量辐射传输理论进行算法融合,实现了基于统计思想的箔条云与确定目标复合散射计算。在试验方面,本文自主研发箔条插丝机及其配套技术,实现精准可控箔条云物理模型制作,在此基础上开展箔条云极化散射矩阵、衰减常数、相对介电常数和磁导率测量工作,在理论和实验测两个层面对箔条云的电磁散射特性进行研究。首先,作为研究工作的前奏,本文详细梳理了国内外在箔条云及其与目标复合几何建模、散射计算、试验三个方面的研究成果,形成了长达万字的综述章节。从公开文献来看,国外对箔条云的研究起步较早且比较充分,多项技术已走入实战阶段。最近几十年,国内学者对箔条云的研究已迎头赶上,但在箔条云动力学扩散建模、快速散射计算、箔条及弹体设计等核心技术研究方面与国外尚存差距。尤其是在飞机尾流中箔条云扩散建模、飞机与箔条云复合电磁散射计算、可控箔条云散射特性试验三方的研究国内外学者研究的均不彻底,基于此,本文提出了研究内容及创新点。其次,针对飞机抛洒箔条场景,本文结合机翼尾涡速度场理论建立了不同机型飞机后部速度场空间分布。将箔条云视为介质团,基于Navier-Stokes方程和有限时域差分法对箔条云动态扩散过程进行建模,着重研究了喷射式抛洒、爆炸式抛洒两种形式下箔条云扩散基本规律。仿真表明,喷射式抛洒箔条云空间数密度分布受飞机尾流影响较大,而对爆炸式抛洒箔条云扩散影响较小,这主要是因为喷射式抛洒箔条集中在飞机尾流的高速度场区。与实测抓取的图片相比表明,本文建立的箔条云扩散模型具有一定的可靠性,这为后续箔条云电磁计算提供了模型基础。再次,针对箔条云散射计算问题,本文采用矢量辐射传输方程对箔条云散射进行建模,该方法基于能量守恒原理,可有效考虑箔条间的耦合效应。选择蒙特卡洛方法进行矢量传输方程求解,将入射能量分配给若干虚拟粒子,由粒子依概率与箔条产生电磁作用,模拟电磁波在箔条云内的衰减和散射过程,这些粒子由虚拟源平面出射,很好地保证了出射粒子的平面波特性,当考虑发射天线的方向图时,源平面上的能量分布不再均匀,可使用舍选法体现天线发射能量的不均匀性,对于单根箔条的散射特性及小范围箔条区的媒质的损耗特性均使用矩量法进行计算。与实测对比,本文所提的算法可较为有效地计算箔条的散射特性,误差小于21%。接着,针对箔条云可控散射试验与算法校验问题,本文自主设计了可控箔条插丝机,以“马赛克”方式构建了箔条云物理模型,基本实现了箔条云仿真模型与实测模型的一一对应。在此基础上,本文还对箔条云的极化散射特性、衰减特性、与空气混合媒质特性的测量原理进行了研究,给出了测量数据及其对应的分析。试验表明,均匀指向分布箔条的极化散射矩阵各元素数值大体相当,箔条云的外形对其极化散射特性也有影响,当箔条数密度为96000根每立方米时,云团的散射系数和衰减系数均分布在十分之一到百分之一数量级上,且这些系数对观测极化角度不敏感。使用波导法测量得到不同数量、分布形式箔条与空气的混合相对介电常数和磁导率,结果表明,少量箔条与空气的混合相对介电常数和磁导率数值接近空气,间接说明小体量箔条云的散射能力很弱。同时,不同箔条分布形式对等效电参数频响特性影响较大。最后,针对箔条云与飞机复合散射计算问题,本文对弹跳射线法进行了统计改写以对接矢量辐射传输理论,将入射波离散为一系列粒子,其携带入射波的频率、极化、相位信息,根据射线独立性原理和菲涅尔反射定律与飞机发生电磁作用。粒子在箔条云和飞机之间的穿梭可考虑到两者之间的电磁耦合,粒子行走、衰减、与箔条或飞机的电磁作用将影响粒子携带的信息。在能量收集阶段,粒子以相干方式叠加,本文方法经实测校验误差小于20%,更多的仿真表明,箔条云与飞机的复合散射很弱,影响飞机与箔条云复合散射的主要因素是遮挡效应。综上,本文面向箔条干扰评估需求,对飞机与箔条云的电磁散射展开研究,先后突破了飞机尾流中箔条云扩散建模技术,大体量箔条云散射并行计算技术,箔条云与飞机复合电磁散射计算技术,可控箔条云物理模型制作技术,箔条散射、透射、媒质参数测量等关键技术,为箔条云作战效能评估提供支

关键词：箔条云复合散射矢量辐射传输理论散射试验扩散建模

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坐标轴箔条云的电磁波传播特性研究

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雷达科学与技术 2021年第3期19卷 271-279+286页

作者：杨坤龙刘鑫王伟东王雪松李健兵国防科技大学电子科学学院电子信息系统复杂电磁环境效应国家重点实验室解放军95876部队试验物理与计算数学重点实验室国防科技大学电子科学学院

散射和传播是电磁波与目标相互作用时两个最基本的物理现象。在箔条干扰中,电磁波的传播效应是衡量箔条云团对敌方雷达波衰减能量的关键问题。本文针对一种坐标轴型箔条的应用需求,建立了箔条云和目标的合成回波模型,考虑了传播特性对... 详细信息

散射和传播是电磁波与目标相互作用时两个最基本的物理现象。在箔条干扰中,电磁波的传播效应是衡量箔条云团对敌方雷达波衰减能量的关键问题。本文针对一种坐标轴型箔条的应用需求,建立了箔条云和目标的合成回波模型,考虑了传播特性对目标散射回波的影响,并结合Oguchi方法对坐标轴箔条云的电磁波传播特性与箔条指向、位置、数量的关系进行了分析。仿真实验表明:坐标轴箔条云的电磁波传播特性不受其指向影响;在相同质量下,坐标轴箔条云的传播衰减约为传统箔条云的2.76倍,且不会出现相移,干扰性能更佳。此外,在给定仿真条件下,对不同数量的坐标轴箔条云在时间域和距离域上的干扰效果进行了分析,对坐标轴箔条的实际应用具有重要参考价值。

关键词：箔条云坐标轴型箔条 Oguchi方法传播特性衰减相移

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海面上空干扰箔条云的雷达散射特性仿真

海面上空干扰箔条云的雷达散射特性仿真

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第三十六届中国仿真大会

作者：王乾海许小剑北京航空航天大学电子信息工程学院

针对动态箔条云与时变海面耦合散射特性建模问题,提出了一种考虑粗糙下垫面影响的箔条云雷达多径散射回波信号仿真方法。根据箔条空气动力学特性建立了动态箔条云扩散模型,并结合箔条云电磁散射特性和时变海面复反射系数计算,建立了箔... 详细信息

针对动态箔条云与时变海面耦合散射特性建模问题,提出了一种考虑粗糙下垫面影响的箔条云雷达多径散射回波信号仿真方法。根据箔条空气动力学特性建立了动态箔条云扩散模型,并结合箔条云电磁散射特性和时变海面复反射系数计算,建立了箔条云与海面耦合散射的四路径回波模型。仿真并分析了自由空间和复合场景中箔条云电磁散射特性的差异,对比了不同极化方式和不同海况下海面多径效应对箔条云雷达散射截面(radar cross section,RCS)及一维高分辨率距离像(high resolution range profiles, HRRP)随雷达观测时间变化特性的影响。

关键词：干扰箔条云时变海面多径效应雷达散射截面(RCS) 一维高分辨率距离像(HRRP)

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基于矩量法的箔条云电磁散射快速计算与实验研究

基于矩量法的箔条云电磁散射快速计算与实验研究

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作者：吴东辉西安电子科技大学

学位级别：硕士

箔条云是电子对抗战中一种有效的无源干扰物。在空战及海战的过程中,己方目标为躲避敌方雷达的追踪,通过抛洒箔条云干扰敌方雷达作为自我防护的手段。并且,由于箔条的制作成本低,通用性强,可干扰各种体制的雷达,故其被广泛安置在各国的... 详细信息

箔条云是电子对抗战中一种有效的无源干扰物。在空战及海战的过程中,己方目标为躲避敌方雷达的追踪,通过抛洒箔条云干扰敌方雷达作为自我防护的手段。并且,由于箔条的制作成本低,通用性强,可干扰各种体制的雷达,故其被广泛安置在各国的军事作战设备中,扮演着不可或缺的角色。在理论研究方面,由于箔条云是由大量金属纤维组成的散射体,这使得箔条云在空中扩散的动力学建模较难,并且由于箔条元素之间存在复杂的电磁耦合,这使得其电磁散射计算面临巨大的压力;在对箔条进行建模及散射计算时,对更符合实际场景的弯曲状箔条的建模及散射计算研究较少;对于布放策略为拖拽式干扰的网状干扰绳的结构及散射特性的研究较少。本文使用可精准计算箔条电磁散射的脉冲基函数矩量法对不同随机分布模型、动态扩散的箔条云及各种新型网状结构的箔条干扰物进行散射计算分析。为了提高箔条云团电磁散射的计算效率,提供一种箔条间耦合效应分析的方法并基于稀疏矩阵的GPU加速解法提高算法效率,并基于区域分解方法进一步扩大计算规模。最后开展箔条及箔条云团的室内散射特性测量试验,通过试验进一步验证算法的准确性,并通过实验角度对各箔条模型的散射特性进行分析。论文具体工作从以下几个方面展开:首先,基于电磁散射理论和矩量法的思想,推导基于脉冲基函数矩量法的公式,得出脉冲基函数计算三维目标的基本原理。基于推导得出的脉冲基函数矩量法的基本原理,计算单根箔条模型的雷达散射截面,并与商业软件计算结果进行对比,验证了算法的合理性。其次,为模拟真实场景下所抛洒的箔条云的分布特征,分别建立中心点及姿态角满足正态分布及均匀分布的箔条云模型,对不同曲率的弯曲箔条进行建模仿真分析,并将不同分布的弯曲与非弯曲状箔条云模型进行散射计算对比并分析得出其之间的极化散射特性、方位散射特性及带宽特性的差异。对爆炸型箔条云由爆炸到扩散整个过程进行仿真建模,并对箔条云扩散过程中不同时刻的RCS进行计算,分析其散射特性的变化,对干扰持续时间进行了相关评估。针对拖拽式干扰物提出新型的网状干扰绳结构设想并进行建模,对各网状结构干扰绳进行散射计算,给出了各结构的极化散射特性、方位散射特性及带宽特性的优缺点。接着,对于箔条云这种复杂电大问题,在利用矩量法求解阻抗矩阵方程时,将需要消耗相当大的存储与较长的计算时间。本文根据能量传输理论及迪杰斯特拉最小路径寻优算法迭代求解不同分布箔条云箔条之间的耦合半径。基于箔条间的耦合半径进行稠密阻抗矩阵稀疏化,并利用CSR存贮方式减小存储量。并基于该存贮方式利用基于GPU的共轭梯度法并行迭代求解稀疏矩阵方程,有效的降低了计算时的时空复杂度。并且,对于箔条云这种几何上不连续的电磁目标,利用区域分解技术根据箔条云的实际分布情况将其分成几个子区域,区域之间不存在电流的连续性问题,分块并行计算各子区域的电流矩阵,进一步考虑区域之间箔条的耦合作用,进而求出整个区域的电流矩阵。最终满足了更大数量箔条云散射的计算要求,进一步扩大了计算规模。最后,基于上述计算箔条云团RCS得到的结果,使用课题组搭建的暗室频域测量实验系统开展箔条及箔条云内场散射特性试验,通过对比不同箔条阵列模型RCS实测与仿真结果,验证本文方法的正确性。基于箔条阵列及三维箔条云模型的散射测量结果,对不同二维及三维箔条模型进行散射特性分析,对箔条的实际应用场景给出相关分析和建议。

关键词：箔条云矩量法稀疏矩阵并行加速内场实验

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基于RCS起伏模型的箔条云近场实测数据分析方法

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探测与控制学报 2020年第2期42卷 52-55页

作者：李抟田博李铁苏宏机电动态控制重点实验室陕西西安710065

针对近场箔条云RCS实测数据使用的局限,提出了一种基于RCS起伏模型的箔条云近场特性实测数据的分析方法。该方法提供了近场箔条云散射特征分析的新思路。开展了箔条云近场动态测量试验,对实测的近场Ku波段的箔条云RCS的概率分布进行了拟... 详细信息

针对近场箔条云RCS实测数据使用的局限,提出了一种基于RCS起伏模型的箔条云近场特性实测数据的分析方法。该方法提供了近场箔条云散射特征分析的新思路。开展了箔条云近场动态测量试验,对实测的近场Ku波段的箔条云RCS的概率分布进行了拟合,并对分布模型的拟合优度进行了检验。结果表明,在显著性水平为0.05时,该箔条云在Ku波段的动态RCS概率分布服从对数正态分布。

关键词：近场电磁散射特性箔条云起伏模型

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基于矢量传输理论的箔条云电磁散射特性研究

基于矢量传输理论的箔条云电磁散射特性研究

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作者：李亚梅南京理工大学

学位级别：硕士

箔条作为最常用的无源干扰器材,在电子对抗军事领域中,发挥着反舰、反导等重要作用,因此,研究箔条云的电磁散射特性对军事战争的胜利具有决定性意义。本文将以天线辐射理论和矢量传输理论为基础,应用蒙特卡洛方法,研究箔条云的电磁散射... 详细信息

箔条作为最常用的无源干扰器材,在电子对抗军事领域中,发挥着反舰、反导等重要作用,因此,研究箔条云的电磁散射特性对军事战争的胜利具有决定性意义。本文将以天线辐射理论和矢量传输理论为基础,应用蒙特卡洛方法,研究箔条云的电磁散射特性以及扩散运动特性,结合箔条云实际对海干扰环境,研究海面低空多路径效应对箔条云电磁散射特性的影响以及不同箔条干扰方式的干扰效果。首先,利用天线辐射理论,在全局坐标系下推导出单根半波长箔条的双站全极化散射矩阵,以及箔条姿态角均匀分布下的平均单站全极化散射截面积。利用复点散射源近似法,忽略箔条之间的耦合作用,分析箔条云散射截面积的统计分布模型。其次,以矢量传输理论为基础,利用蒙特卡洛方法模拟电磁波在箔条云内部的吸收、散射和传播过程。同时,考虑电磁波在箔条之间的多次散射作用,将本文程序与FEKO软件对少数量箔条云散射截面积的计算结果进行对比,证明此方法的合理性和可行性,进而分析大数量箔条云的电磁散射特性和遮蔽效应。根据低雷诺数理论,分析单根箔条在扩散运动中的受力情况,推导出箔条的扩散方程,建立动态箔条云散射特性仿真模型,进而分析大数量箔条云随时间变化的物理运动过程和电磁散射特性。最后,结合实际对海作战环境,利用四路径方法和射线追踪理论建立精细仿真模型,研究箔条云与海背景的动态电磁耦合机制以及海背景对箔条云散射特性的影响规律。结果表明海面对箔条云有散射增强作用,且增强的程度与入射方向以及箔条云与海面的距离有关。结合实际军事作战场景,根据敌方末制导雷达工作原理,分析质心式干扰、冲淡式干扰和遮蔽式干扰的应用场景和干扰机制,分析箔条云在不同干扰方式中的干扰效果。

关键词：箔条云雷达散射截面积矢量传输理论蒙特卡洛方法

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基于矢量辐射传输理论的箔条云及其与海面复合散射与实验研究

基于矢量辐射传输理论的箔条云及其与海面复合散射与实验研究

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作者：杨程莉西安电子科技大学

学位级别：硕士

箔条云是无源电磁对抗领域中常用的干扰物之一,舰船通过抛洒箔条云以干扰导引头对舰船的截获,从而提高舰船的生存率。一般情况下,海战场景中的箔条云含有数量巨大、分布随机的电小金属丝,这使得其电磁散射计算面临很大挑战。解析算法往... 详细信息

箔条云是无源电磁对抗领域中常用的干扰物之一,舰船通过抛洒箔条云以干扰导引头对舰船的截获,从而提高舰船的生存率。一般情况下,海战场景中的箔条云含有数量巨大、分布随机的电小金属丝,这使得其电磁散射计算面临很大挑战。解析算法往往无法考虑箔条间的电磁耦合,而数值算法则面临巨大的计算压力。同时,箔条云与海面的复合散射研究较少。本文使用矢量辐射输运理论对大体量箔条云及其与海面复合的电磁散射特性进行计算,得到了海面上半空间复合散射特性,为海面箔条云的战术使用提供可靠的论证手段。本文进一步在内场开展箔条云、海面复合电磁散射特性测量实验,有效解决了室内可控箔条云及其与背景复合散射试验难题。论文工作主要从以下几个方面展开:首先,在明确箔条云军事意义的基础上,论文对箔条云的几何建模、电磁散射计算、内外场试验三个方面的国内外研究现状进行了调研并指出:出于计算压力和成本的缘故,国内对复杂海背景下箔条云几何建模、电磁散射特性快速计算技术的研究不彻底,尚处起步阶段。同时,出于敏感性原因国内外关于箔条云与海面复合电磁散射实验技术的相关研究更是鲜见报道。就调研的结果而言,开展箔条云及其与海面复合散射研究具有重要的学术价值和现实意义。其次,论文从仿真模型和实物模型两个角度对箔条云及其与海面复合几何建模方法开展研究。在仿真模型建立方面,通过对单根箔条丝执行平移、旋转、复制操作以获得准静态条件下箔条云的仿真模型,根据P-M海谱理论建立不同海况条件下的海面几何模型,在此基础上,使用叠加法获得箔条云及其与海面复合几何模型。在实物模型制作方面,将箔条云仿真模型进行分区,对每个分区分别采用“泡沫插丝”方法制作对应的物理模型,在此工序完成后,将分区实物模型按照顺序粘合以得到完整的箔条云实物模型。海面则使用激光金属沉积3D打印技术实现实物模型与仿真模型的高度统一。进一步,箔条云与海面复合实物模型可通过在两者之间添加合适的泡沫支架来获得。接着,使用矢量传输理论对箔条云及其与海面复合电磁散射特性进行计算,利用分区算法对箔条云进行分区,在每个分区内使用矩量法确定等效电磁传输常数。在耦合计算方面,使用四路径方法对箔条云与海面的复合电磁散射进行计算,考虑“发射-海面-接收”、“发射-箔条云-接收”、“发射-海面-箔条云-接收”、“发射-箔条云-海面-接收”四种典型能量传输路径。在此基础上,使用蒙特卡罗方法对复合散射矢量辐射传输方程进行求解,即,将入射能量离散为一系列“光子”,并对其从发射、碰撞、消耗、接收过程进行追踪和能量记录,获得箔条云与海面复合上半空间Stokes矢量的统计解,并对Stokes矢量进行分解可获得箔条云的极化散射特性。最后,为了验证本文算法的可靠性及开展相关试验理论的研究,进行内场箔条云团及海面的散射特性测量实验,搭建了暗室内场扫频雷达散射截面测试系统,并使用该系统获得海面、箔条云及两者复合电磁散射特性。通过与相似条件下的仿真结果进行对比,验证了本文所提方法的准确性。

关键词：无源干扰箔条云复合散射矢量辐射传输理论(VRT)

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