一種隨機粗糙海面上的運動目標電磁干擾分析方法
【專利摘要】本發(fā)明涉及一種隨機粗糙海面上的運動目標電磁干擾分析方法，其特征在于：步驟1：分層計算隨機粗糙海面的電磁散射；步驟2：采用計算電磁學方法，并配置運動邊界條件，計算運動目標與分層隨機粗糙海面的復合電磁輻射；步驟3：計算分層隨機粗糙海面與上方目標的復合電磁輻射。
【專利說明】一種隨機粗糙海面上的運動目標電磁干擾分析方法
【技術(shù)領(lǐng)域】
[0001]本發(fā)明涉及一種隨機粗糙海面上的運動目標電磁干擾分析方法。
【背景技術(shù)】
[0002]目前對隨機粗糙背景下的復雜運動目標電磁環(huán)境的預測分析往往是采用簡單的把各子目標的電磁環(huán)境進行疊加得到。由于環(huán)境的隨機擾動作用，各目標之間的相對位置是不確定的；由于時空復雜性的影響，目標的組成在不同時刻也表現(xiàn)出不確定性，在這種現(xiàn)實背景下，上述傳統(tǒng)分析方法必然存在較大誤差。
[0003]目前對電磁干擾的研究還主要集中的設(shè)備級或系統(tǒng)級，對復雜目標的電磁干擾(Electromagnetic Interference, EMI)的研究通常采用四級篩選的方法，即分幅度篩選、頻率篩選、詳細分析和性能分析四級篩選。這種處理雖然能在一定程度上對復雜系統(tǒng)EMI預測分析起到降低分析復雜度的作用，但對系統(tǒng)內(nèi)具體的EMI情況，在分析精度和處理水平上都顯得不足，尤其是對復雜系統(tǒng)與環(huán)境之間的相互作用等，分析結(jié)果與實際特性相差較大。
[0004]其他的計算三維電磁場的主要方法有:逐次逼近解法，在異常體電導率與背景電導率對比度較高時發(fā)散，適用范圍很窄；體積分方程的直接解法，計算結(jié)果準確，但需進行直接的大型復矩陣求逆運算，因而計算速度慢，所需內(nèi)存量大，不適用于計算大尺度異常體的散射場；系統(tǒng)迭代方法，較逐次逼近解法收斂性好，但用于大尺度異常體在高電導率對比情況下也發(fā)散；局域非線性近似和線性近似，都是近似算法，無需迭代，具有所需內(nèi)存量小、速度快的優(yōu)點，但在異常體尺寸較大和高電導率對比情況下精度降低，在改變發(fā)射源的位置時，采用擬線性近似需重新計算張量因子，降低了計算效率。
[0005]目前電磁散射研究的目標往往是不動的，而實際中，目標卻往往是運動著的。在這方面的研究不多，一種方法是先給出運動目標在不同時刻的運動姿態(tài)，然后求出目標靜止時不同姿態(tài)下的雷達散射截面，再通過運動姿態(tài)隨時間的變化將目標的運動和雷達散射截面的變化聯(lián)系起來，構(gòu)成一個雷達散射截面的時間序列，這種方法對由于沒有考慮相對論效應(yīng)，對高速運動目標并不適用。另一種方法是用FDTD結(jié)合相對邊界條件計算了高速運動的無限大導體表面的電磁散射，但由于其相對邊界條件是基于反射模型的，只能計算運動的像無限大導體，表面目標這樣的一維問題的電磁散射，而不能求解更普遍的三維運動目標的電磁散射。對隨機粗糙海面背景下的運動目標電磁散射特性分析是目前亟需解決的難點問題。

【發(fā)明內(nèi)容】

[0006]本發(fā)明目的在于提供一種隨機粗糙海面上的運動目標電磁干擾分析方法，能夠有效解決隨機粗糙海面上運動目標電磁干擾模型建模精度差的問題，能夠準確實現(xiàn)隨機粗糙海面上的運動目標電磁干擾分析。
[0007]實現(xiàn)本發(fā)明目的技術(shù)方案:[0008]一種隨機粗糙海面上的運動目標電磁干擾分析方法，其特征在于:
[0009]步驟1:分層計算隨機粗糙海面的電磁散射；
[0010]步驟2:采用計算電磁學方法，并配置運動邊界條件，計算運動目標與分層隨機粗糙海面的復合電磁輻射；
[0011]步驟3:計算分層隨機粗糙海面與上方目標的復合電磁輻射。
[0012]步驟I中，分層計算隨機粗糙海面的電磁散射通過如下方法實現(xiàn)，
[0013]步驟1.1:根據(jù)隨機粗糙海面的實際情況進行分層；
[0014]步驟1.2:建立各層電磁散射方程，并綜合計算結(jié)果為分層隨機粗糙海面電磁散射矩陣；
[0015]步驟1.3:做矩陣分解運算，分別計算電磁場在不同方向上產(chǎn)生的電流貢獻；
[0016]步驟1.4:迭代計算不同方向電流作用產(chǎn)生的散射場；
[0017]步驟1.5:綜合計算結(jié)果，得到總的散射場。
[0018]步驟2中，通過如下方法計算運動目標與分層隨機粗糙海面的復合電磁輻射，
[0019]步驟2.1:按照目標運動的區(qū)域?qū)⒂嬎愕膮^(qū)域劃分為總場區(qū)和散射場區(qū)；
[0020]步驟2.2:計算入射場，在總場邊界引入入射波；
[0021]步驟2.3:確定目標運動過程中在各計算時間步內(nèi)媒介分界面的位置；
[0022]步驟2.4:在分界面處考慮目標的運動情況，引入相對邊界條件:
[0023]
【權(quán)利要求】
1.一種隨機粗糙海面上的運動目標電磁干擾分析方法，其特征在于: 步驟1:分層計算隨機粗糙海面的電磁散射； 步驟2:采用計算電磁學方法，并配置運動邊界條件，計算運動目標與分層隨機粗糙海面的復合電磁輻射； 步驟3:計算分層隨機粗糙海面與上方目標的復合電磁輻射。
2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的隨機粗糙海面上的運動目標電磁干擾分析方法，其特征在于:步驟I中，分層計算隨機粗糙海面的電磁散射通過如下方法實現(xiàn)， 步驟1.1:根據(jù)隨機粗糙海面的實際情況進行分層； 步驟1.2:建立各層電磁散射方程，并綜合計算結(jié)果為分層隨機粗糙海面電磁散射矩陣； 步驟1.3:做矩陣分解運算，分別計算電磁場在不同方向上產(chǎn)生的電流貢獻； 步驟1.4:迭代計算不同方向電流作用產(chǎn)生的散射場； 步驟1.5:綜合計算結(jié)果 ，得到總的散射場。
3.根據(jù)權(quán)利要求2所述的隨機粗糙海面上的運動目標電磁干擾分析方法，其特征在于:步驟2中，通過如下方法計算運動目標與分層隨機粗糙海面的復合電磁輻射， 步驟2.1:按照目標運動的區(qū)域?qū)⒂嬎愕膮^(qū)域劃分為總場區(qū)和散射場區(qū)； 步驟2.2:計算入射場，在總場邊界引入入射波； 步驟2.3:確定目標運動過程中在各計算時間步內(nèi)媒介分界面的位置； 步驟2.4:在分界面處考慮目標的運動情況，引入相對邊界條件:
4.根據(jù)權(quán)利要求3所述的隨機粗糙海面上的運動目標電磁干擾分析方法，其特征在于:步驟3中，通過如下方法計算分層隨機粗糙海面與上方目標的復合電磁輻射， 步驟3.1:將復合電磁散射模型劃分為MOM區(qū)域和KA區(qū)域，其中，將目標劃分到MOM區(qū)域，粗糙海面劃分到KA區(qū)域； 步驟3.2:確定目標表面感應(yīng)電流，用脈沖基函數(shù)fm展開為:

5.根據(jù)權(quán)利要求3所述的隨機粗糙海面上的運動目標電磁干擾分析方法，其特征在于:步驟3中，還可以通過如下方法計算分層隨機粗糙海面與上方目標的復合電磁輻射，步驟3.1，:定義鄰近距離； 步驟3.2，:按照計算過程中源點與場點的距離劃分強作用組和弱作用組； 步驟3.3，:選擇積分路徑； 步驟3.4，:選擇譜積分函數(shù)； 步驟3.5，:分別計算強作用組和弱作用組貢獻，綜合兩者結(jié)果得到總的電磁散射。
【文檔編號】G06F19/00GK103902818SQ201410098152
【公開日】2014年7月2日 申請日期:2014年3月18日 優(yōu)先權(quán)日:2014年3月18日
【發(fā)明者】李冰, 張?zhí)m勇, 張玉廷, 邢博聞, 李莉紅 申請人:哈爾濱工程大學