本文關(guān)鍵詞：基于加速SBR的電大尺寸目標RCS快速預(yù)估

  更多相關(guān)文章： 雷達散射截面 彈跳射線法 射線追蹤 多分辨率網(wǎng)格 并行計算

【摘要】：目標雷達散射截面(RCS)的快速預(yù)估一直是計算電磁學研究的重點課題。對于電大尺寸目標,一般采用高頻方法計算其RCS。由于彈跳射線法(SBR)能計算電磁波在物體表面的多次彈射效應(yīng),一經(jīng)提出便得到廣泛關(guān)注。經(jīng)過多年的發(fā)展,SBR已成為電大尺寸目標RCS快速預(yù)估的重要手段。本文以圓柱腔體RCS的計算為例分析了SBR的基本原理和實現(xiàn)步驟。然后討論了基于三角面元的目標建模,將復(fù)雜的幾何外形轉(zhuǎn)化成簡單的平面元結(jié)構(gòu)。目標建模后,射線與曲面求交點的問題便轉(zhuǎn)化成了射線與三角面元求交點的問題,在此基礎(chǔ)上本文介紹了一種基于三角面元的快速求交算法,在提升傳統(tǒng)SBR算法的計算效率同時也擴展了算法的通用性。對于表面平整光滑的物體,提出了基于粗細面元建模的加速SBR算法。以粗三角面元(數(shù)量少、面積大)模型擬合實際物體,作為射線求交點的對象；以細三角面元(λ/10密度)模型作為射線的發(fā)射窗,劃分射線管。與傳統(tǒng)的算法相比,精簡的目標模型能有效地減少射線與三角面元求交的次數(shù),從而減少射線追蹤的時間。若電磁波在目標表面會多次彈射,該算法節(jié)省的時間會更加明顯。為進一步提高算法的計算效率,接下來介紹了基于多分辨率網(wǎng)格的加速SBR算法。對射線管的發(fā)射窗作多分辨率網(wǎng)格劃分,若對射線管追蹤計算時,射線管一部分與物體相交,另一部分與落在物體外部,則將這類射線管劃分成多個子射線管,繼續(xù)追蹤計算,直到子射線管的密度大于十分之一波長。該算法能在不改變計算精度的情況下,減少了整個算法是計算時間。最后研究了基于OpenMP的并行SBR算法,對彈跳射線法中耗時較多的射線追蹤過程采用多任務(wù)并行處理,通過計算典型目標的RCS,驗證了并行彈跳射線法的準確性和高效性。
【關(guān)鍵詞】：雷達散射截面 彈跳射線法 射線追蹤 多分辨率網(wǎng)格 并行計算
【學位授予單位】：西南交通大學
【學位級別】：碩士
【學位授予年份】：2016
【分類號】：TN95;O441
【目錄】：

• 摘要6-7
• Abstract7-10
• 第1章 緒論10-14
• 1.1 研究背景及意義10-11
• 1.2 國內(nèi)外現(xiàn)狀分析11-12
• 1.3 論文的主要工作12-14
• 第2章 彈跳射線理論14-28
• 2.1 雷達散射截面的定義14-15
• 2.2 彈跳射線法原理15-24
• 2.2.1 射線的構(gòu)建及追蹤16-17
• 2.2.2 電磁場強追蹤17-19
• 2.2.3 PO積分和RCS計算19-24
• 2.3 PO積分中奇異性處理24-27
• 2.4 本章小結(jié)27-28
• 第3章 目標建模與SBR加速算法28-47
• 3.1 基于三角面元的目標建模28-33
• 3.1.1 目標表面離散29-31
• 3.1.2 遮擋判別31-33
• 3.2 基于三角面元的快速求交算法33-35
• 3.2.1 用向量法判斷交點的位置33-34
• 3.2.2 基于pulker變換的快速求交算法34-35
• 3.3 基于粗細目標建模的加速SBR35-40
• 3.3.1 采用分步建模的SBR實現(xiàn)36-38
• 3.3.2 實例與分析38-40
• 3.4 基于多分辨率網(wǎng)格的加速SBR40-47
• 3.4.1 射線管分裂計算的理論依據(jù)40-42
• 3.4.2 射線管有效性檢測42-43
• 3.4.3 采用多分辨率網(wǎng)格的SBR實現(xiàn)43-44
• 3.4.4 算例與分析44-47
• 第4章 基于并行SBR的RCS預(yù)估47-55
• 4.1 并行計算簡介47-48
• 4.2 并行程序設(shè)計模型48-49
• 4.2.1 消息傳遞模型48
• 4.2.2 數(shù)據(jù)并行模型48-49
• 4.2.3 內(nèi)存共享模型49
• 4.3 OpenMP并行程序設(shè)計49-50
• 4.3.1 內(nèi)存共享模型49-50
• 4.3.2 OpenMP的執(zhí)行模型50
• 4.4 基于OpenMP的射線管并行50-52
• 4.5 計算實例52-55
• 全文總結(jié)與展望55-56
• 致謝56-57
• 參考文獻57-60
• 攻讀碩士學位期間發(fā)表的論文60

【相似文獻】

中國期刊全文數(shù)據(jù)庫 前10條

1 朱震海，張家宗，洪偉，陳憶元;電大尺寸物體電磁輻射與散射特性幾種分析方法的比較研究[J];電波科學學報;1995年Z1期

2 張凱;陳晨;郭陳江;許家棟;;應(yīng)用遺傳算法的電大尺寸載體附近天線陣方向圖綜合[J];應(yīng)用科學學報;2009年04期

3 宋志強;劉鵬;;二維電大尺寸目標IRBC的計算[J];上海交通大學學報;2011年12期

4 譚云華,周樂柱;三維電大尺寸復(fù)雜群目標的單站RCS的快速多極子分析[J];北京大學學報(自然科學版);2004年05期

5 徐敬波,薄亞明;一種分析電大尺寸物體電磁散射的數(shù)值近似算法[J];江南大學學報;2003年03期

6 段富強;項順祥;黃麟舒;;基于部件組合法的電大尺寸長方體目標RCS計算[J];科學技術(shù)與工程;2007年20期

7 武偉;韓國棟;;改進的IPO-CBFM分析電大尺寸腔體的RCS[J];微波學報;2012年S3期

8 陳軍;洪偉;;迭代MEI算法及其在多導(dǎo)體柱散射中的應(yīng)用[J];電子學報;1998年06期

9 賀秀蓮;紀奕才;龔書喜;劉其中;;用AIM快速計算電大尺寸物體的散射特性[J];微波學報;2006年S1期

10 劉松華;郭立新;;電大目標RCS的高頻計算方法[J];微波學報;2010年S1期

中國重要會議論文全文數(shù)據(jù)庫 前5條

1 趙曉楠;金耀;金榮洪;耿軍平;梁仙靈;葉聲;;電大尺寸天線尺寸參數(shù)的優(yōu)化設(shè)計[A];2009年全國天線年會論文集（上）[C];2009年

2 華夷和;徐金平;;弱耦合的混合物理光學-矩量法解決電大尺寸復(fù)雜載體上天線的輻射問題[A];2003'全國微波毫米波會議論文集[C];2003年

3 張新軍;趙永久;梁昌洪;;電大尺寸導(dǎo)體圓柱的MEI方程[A];1997年全國微波會議論文集(下冊)[C];1997年

4 譚偉;何克強;王南;;基于FEKO軟件的電大尺寸面天線近場計算[A];第十五屆全國電磁兼容學術(shù)會議論文集[C];2005年

5 朱峰;竇文斌;王宗新;;電大尺寸毫米波衍射透鏡的FDTD算法[A];2007年全國微波毫米波會議論文集（下冊）[C];2007年

中國博士學位論文全文數(shù)據(jù)庫 前1條

1 樊君;電大尺寸復(fù)雜目標高頻寬帶散射算法研究[D];西安電子科技大學;2015年

中國碩士學位論文全文數(shù)據(jù)庫 前10條

1 田貴宇;電大尺寸物體的高頻近似算法研究[D];上海交通大學;2014年

2 陳鵬;基于加速SBR的電大尺寸目標RCS快速預(yù)估[D];西南交通大學;2016年

3 黃偉芳;電大尺寸導(dǎo)體目標的電磁特性研究[D];西安電子科技大學;2006年

4 胡方靖;電大尺寸復(fù)雜隱身目標的精確建模和快速算法研究[D];電子科技大學;2010年

5 胡列豪;電大尺寸復(fù)雜終端涂層腔體的電磁散射研究[D];南京航空航天大學;2007年

6 孟敏;電大尺寸口徑面含腔目標電磁散射算法研究[D];電子科技大學;2005年

7 張清榮;電大尺寸物體散射特性分析的高效計算[D];南京理工大學;2006年

8 羅志淵;基于光柱跟蹤的電大尺寸電磁環(huán)境信道評估研究及系統(tǒng)實現(xiàn)[D];浙江大學;2008年

9 畢曄海;基于矩量法的電大尺寸目標局部照射下散射特性研究[D];電子科技大學;2006年

10 張鵬飛;電大尺寸開口腔體RCS計算[D];西安電子科技大學;2006年

，

本文編號：1111257