粗糙海面低飛目標(biāo)復(fù)合建模的雙站散射與Doppler頻譜.pdf

1、粗糙海面與體目標(biāo)共存時(shí)電磁散射的研究為環(huán)境雜波中目標(biāo)識別、跟蹤與制導(dǎo)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(jì)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(fù)雜粗糙面以及與目標(biāo)復(fù)合建模的電磁散射則需要計(jì)算電磁學(xué)數(shù)值方法.目前FEM、FDTD等數(shù)值計(jì)算方法的應(yīng)用僅限于粗糙面的散射計(jì)算,以及電磁波垂直入射埋地目標(biāo)的探測模擬,對粗糙面上低空目標(biāo)的復(fù)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(dá)的粗糙面與目標(biāo)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(jì)算設(shè)備的性能極限,由此產(chǎn)生了大范圍海面與目標(biāo)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(biāo)的Doppler(DP)頻譜則為海面雷達(dá)監(jiān)測、目標(biāo)制導(dǎo)、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(fēng)驅(qū)海面DP譜的準(zhǔn)靜態(tài)法數(shù)值模擬取得了很大進(jìn)展,在此基礎(chǔ)上我們開展了海面低飛目標(biāo)DP譜的數(shù)值模擬研究.本文

3、的主要貢獻(xiàn)有:1.提出電磁波低掠角入射二維粗糙海面與低空目標(biāo)的復(fù)合建模,用有限元方法數(shù)值模擬了風(fēng)驅(qū)海面與目標(biāo)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(shí)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(biāo)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(dǎo)出了相應(yīng)的耦合矩陣.在PC機(jī)上未知數(shù)求解能力達(dá)到百萬數(shù)量級,對粗糙海