本文關(guān)鍵詞：艦船目標電磁散射的SBR算法研究

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【摘要】：艦船目標的電磁散射特性研究在艦船的外形設(shè)計以及海面環(huán)境的監(jiān)測中有著重要應(yīng)用。艦船目標是一種電大尺寸目標,而彈跳射線法是一種非常適合計算電大尺寸目標的高頻算法,因此本論文采用了基于線索KD-tree的彈跳射線法研究多種艦船目標的電磁散射特性,基于線索KD-tree的彈跳射線法在保證計算結(jié)果準確的條件下,能夠快速定位射線與面元的交點,并且將傳統(tǒng)彈跳射線法的效率提高數(shù)十倍,因此可以大大減小對模型研究的周期。通過計算艦船目標在不同姿態(tài)角相同頻率以及相同姿態(tài)角不同頻率下的雷達散射截面,對比分析了艦船目標各結(jié)構(gòu)的電磁散射強度,并給出了一些減小雷達散射截面的方法,論文主要工作如下:1.實現(xiàn)了傳統(tǒng)彈跳法,傳統(tǒng)彈跳射線法是一種幾何光學(xué)法和物理光學(xué)法的混合算法,它即克服了幾何光學(xué)法不能計算任意目標的缺點,又解決了物理光學(xué)法只能計算一次散射的問題,因此傳統(tǒng)彈跳射線法的得到廣泛的應(yīng)用。使用傳統(tǒng)的彈跳射線法計算了二面角、立方體和組合體等目標的雷達散射截面,并與FEKO軟件的仿真結(jié)果進行對比,驗證了該算法的正確性。2.實現(xiàn)了基于線索的KD-tree彈跳射線法,傳統(tǒng)的彈跳射線法雖然能夠計算電大尺寸目標,但是計算效率并不高,因此難以滿足科研需要,原因是因為傳統(tǒng)彈跳射線法采用均勻劃分射線管網(wǎng)格的形式,會產(chǎn)生大量的射線,在射線與三角面元求交的過程中,會有大量的無效判斷,因此導(dǎo)致算法的效率低下。基于線索的KD-tree彈跳射線法,采用構(gòu)建包圍盒的方式,讓三角面元包圍在AABB葉子包圍盒里,盒子即為構(gòu)建的樹的節(jié)點,然后在給每個葉子節(jié)點包圍盒添加線索,這樣就可以避免射線從根節(jié)點重新遍歷KD樹,最后射線首先找到目標包圍盒,再與盒子里的面元求交,找到射線交點。這樣就可以避免大量的無效求交,因此可以極大的提高算法的執(zhí)行效率。使用基于線索KD-tree的彈跳射線法計算了二面角、三面角和簡單艦船體等目標的雷達散射截面,并與FEKO軟件的仿真結(jié)果進行對比,驗證了該算法的正確性,然后與傳統(tǒng)彈跳射線法對比,驗證了該算法的高效性。3.采用基于線索的KD-tree彈跳射線法計算了突擊艇、巡邏艇、漁船、驅(qū)逐艦等艦船目標的雷達散射截面,分析了各目標在不同姿態(tài)角相同頻率下的電磁散射特性,對比分析了不同目標在相同姿態(tài)角相同頻率下的電磁散射特性。最后給出了一種艦船模型,并對它進行了兩次優(yōu)化,對比了它們之間在各種姿態(tài)角下雷達散射截面的最大值,平均值以及大于臨界雷達散射截面值的概率,分析了優(yōu)化效果,給出了優(yōu)化結(jié)論。
【關(guān)鍵詞】：彈跳射線法 電磁散射 線索KD-tree 雷達散射截面
【學(xué)位授予單位】：西安電子科技大學(xué)
【學(xué)位級別】：碩士
【學(xué)位授予年份】：2015
【分類號】：U674.70;TN011
【目錄】：

• 摘要5-6
• ABSTRACT6-12
• 符號對照表12-13
• 縮略語對照表13-16
• 第一章 緒論16-20
• 1.1 研究背景與意義16-17
• 1.2 彈跳射線法國內(nèi)外研究現(xiàn)狀及發(fā)展趨勢17-18
• 1.3 本文研究內(nèi)容及章節(jié)安排18-20
• 第二章 傳統(tǒng)彈跳射線法實現(xiàn)原理20-36
• 2.1 雷達散射截面20-21
• 2.2 遠場近似條件21
• 2.3 幾何光學(xué)法21
• 2.4 物理光學(xué)法21-22
• 2.5 傳統(tǒng)彈跳射線法的實現(xiàn)方法22-32
• 2.5.1 射線管的生成23-25
• 2.5.2 射線與目標面元的相交計算25-28
• 2.5.3 場強追蹤28-29
• 2.5.4 遠場積分計算29-32
• 2.6 數(shù)值結(jié)果與分析32-35
• 2.7 本章小結(jié)35-36
• 第三章 基于線索KD-tree的彈跳射線法36-52
• 3.1 彈跳射線法改進的一般方法36
• 3.2 線索KD-tree的SBR算法實現(xiàn)36-43
• 3.2.1 目標包圍盒的創(chuàng)建38
• 3.2.2 分割面的選擇38-40
• 3.2.3 面元與包圍盒重疊測試40-41
• 3.2.4 節(jié)點線索的添加41-42
• 3.2.5 射線追蹤過程42-43
• 3.3 數(shù)值結(jié)果43-50
• 3.3.1 算法正確性驗證43-49
• 3.3.2 效率分析49-50
• 3.4 本章小結(jié)50-52
• 第四章 艦船目標的電磁散射特性及優(yōu)化的分析52-80
• 4.1 艦船模型仿真圖及分析52-64
• 4.2 不同艦船電磁散射特性的對比分析64-68
• 4.3 艦船的優(yōu)化分析68-78
• 4.3.1 評估目標隱身性能參數(shù)68-70
• 4.3.2 算例分析70-78
• 4.4 本章小結(jié)78-80
• 第五章 總結(jié)與展望80-82
• 5.1 本文主要工作80
• 5.2 工作展望80-82
• 參考文獻82-86
• 致謝86-88
• 作者簡介88-89

【參考文獻】

中國期刊全文數(shù)據(jù)庫 前6條

1 王偉;;軸對齊包圍盒算法的研究[J];網(wǎng)絡(luò)安全技術(shù)與應(yīng)用;2013年10期

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3 殷紅成;朱國慶;董純柱;王超;;基于自適應(yīng)射線管分裂的多次反射計算方法[J];系統(tǒng)工程與電子技術(shù);2013年04期

4 高峰;;隱形飛機到底隱藏了什么[J];交通與運輸;2011年05期

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本文編號：945918