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二维低散射金属支架涂覆方法研究

作　者: 王路超
导　师: 金龙
学　校: 电子科技大学
专　业: 电磁场与微波技术
关键词: 雷达散射截面低散射金属支架吸波材料矩量法
分类号: TN953
类　型: 硕士论文
年　份: 2013年
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内容摘要

隐身技术在诸多武器中的广泛应用，雷达目标电磁散射特性的研究愈发重要。雷达散射截面(RCS，radar cross section)测量是研究目标电磁散射特性的重要方法。在目标RCS预估中，精确的RCS测试技术可以检验理论分析的结果并补充其不足。目标支撑结构是RCS测试场的重要组成部分，但其在支撑目标的同时也增大了测试场中的背景噪声。低散射金属支架是支撑结构中的一种，其具有较强的负重能力。为减小测试场的背景噪声，在支架表面涂覆吸波材料可以进一步降低其后向RCS。本文主要研究低散射金属支架的吸波材料涂覆方法。基于计算效率的考虑，本文将三维金属与介质复合结构的RCS计算问题合理转化为二维金属与介质复合结构的RCS计算问题，来进行涂覆方法的分析。本文采用基于电磁场积分方程的矩量法作为计算方法，该数值方法具有较高的精确度。建立了二维金属涂覆介质的电磁散射模型，并应用矩量法对其方程进行离散求解。应用Fortran科学计算语言编写计算程序。吸波材料的吸收机理以及其对后向RCS的影响由以下因素决定：涂层所在位置(照明区、阴影区)、入射电磁波的极化方式(垂直极化、水平极化)和涂层自身的电磁参数(介电常数、磁导率及电厚度)。本文针对以上参数对后向RCS的影响做了详细的分析，并对一种实际工程应用的吸波材料做了吸波效果分析。由本文分析结果得到：入射波VV极化时，照明区的吸波涂层的厚度与其中电磁波波长需满足一定的比值才能使涂层形成能量吸收峰。当吸波材料满足广义匹配规律时，可以通过调整广义匹配常数来调节涂层的吸收率，而且广义匹配常数的大小不影响涂层的电厚度。基于本文所分析出的规律，在一定频率范围内，对吸波涂层的参数做了优化而得到一种吸波效果较好的理想吸波涂层参数。本文的工作可以对涂覆型吸波材料的优化设计和低散射金属支架的的涂覆方案制定提供参考。

全文目录

摘要  5-6
ABSTRACT  6-11
第一章绪论  11-19
  1.1 低散射金属支架在 RCS 测试中的重要性  11-15
  1.2 雷达吸波材料的优化设计  15-16
  1.3 电磁计算方法介绍  16-17
    1.3.1 低频数值近似方法  16-17
    1.3.2 高频近似方法  17
  1.4 本论文的研究内容和意义  17-19
第二章二维散射问题的基础理论  19-37
  2.1 雷达散射截面(RCS)概念  19
  2.2 雷达散射截面的特征  19-21
  2.3 二维电磁散射问题的级数解  21-28
    2.3.1 二维导电圆柱的级数解法  22-23
    2.3.2 二维介质圆柱的级数解法  23-24
    2.3.3 二维导电涂层圆柱的级数解法  24-28
  2.4 二维散射截面与三维散射截面的近似关系  28-32
    2.4.1 均匀平面波的正入射  29-30
    2.4.2 均匀平面波的斜入射  30-32
    2.4.3 低散射金属支架的二维简化处理  32
  2.5 矩量法(Method of Moment)  32-35
    2.5.1 积分方程的矩量法离散  33-35
    2.5.2 阻抗矩阵元素的求逆运算  35
  2.6 小结  35-37
第三章介质涂覆导体二维电磁散射模型的建立  37-54
  3.1 二维金属散射问题的积分方程  37-42
    3.1.1 电场积分方程和磁场积分方程  38-40
    3.1.2 混合场积分方程  40-42
  3.2 均匀介质体散射问题的积分方程  42-45
    3.2.1 TM 波  42-44
    3.2.2 TE 波  44-45
  3.3 金属介质混合目标散射问题的积分方程  45-50
    3.3.1 TM 波  46-48
    3.3.2 TE 波  48
    3.3.3 介质部分涂覆导体  48-50
  3.4 矩量法程序的验证  50-53
    3.4.1 TM 波  50-52
    3.4.2 TE 波  52-53
  3.5 小结  53-54
第四章雷达吸波材料的吸收率分析  54-66
  4.1 雷达吸波材料  54-60
    4.1.1 广义匹配规律  55-56
    4.1.2 电磁波垂直入射情况  56-58
    4.1.3 电磁波斜入射情况  58-60
  4.2 实际吸波材料的吸波能力分析  60-64
  4.3 小结  64-66
第五章二维低散射金属支架涂覆规律分析  66-87
  5.1 低散射金属支架的散射机理  66-70
    5.1.1 表面波  66-68
    5.1.2 平面波照射卵行体的散射分析  68-70
  5.2 卵形二维支架涂覆分析  70-79
    5.2.1 二维金属支架的后向 RCS  70-71
    5.2.2 吸波涂层所在区域对后向 RCS 的影响  71-76
    5.2.3 照明区涂层产生能量吸收峰的条件  76-79
  5.3 理想支架的涂覆分析  79-84
    5.3.1 二维理想金属支架  80
    5.3.2 照明区涂层的能量吸收峰分析  80-82
    5.3.3 棱边夹角对最佳吸收条件的影响  82-84
  5.4 卵形二维支架的最优涂层参数  84-86
  5.5 小结  86-87
第六章总结  87-89
致谢  89-90
参考文献  90-93
攻硕期间取得的研究成果  93-94

二维低散射金属支架涂覆方法研究

内容摘要

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