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FDTD在舰船RCS计算中的应用研究

作　者: 谢洋
导　师: 张昕
学　校: 哈尔滨工程大学
专　业: 通信与信息系统
关键词: 雷达散射截面时域有限差分法电磁散射隐身技术
分类号: TN011
类　型: 硕士论文
年　份: 2009年
下　载: 63次
引　用: 1次
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内容摘要

雷达散射截面值(Radar Cross Section, RCS)的减少对于海军舰艇的安全来说非常重要。舰船隐身性是当今各海军大国普遍关注的大问题。本论文介绍了舰船RCS的特点,主要使用时域有限差分法(Finite Difference Time domain Method, FDTD)对大型舰船的RCS进行了计算,取得了舰船外壁倾角和整体RCS减缩量之间的关系,为舰船隐身设计技术提供了部分数据。首先,本文建立以某舰船为参照,建立了艏向与正横向的近似二维模型,基于二维时域有限差分法计算舰船的艏向与正横向在不同频率入射波情况下的雷达散射截面。并根据计算结果,对某舰船的雷达隐身特性进行分析。其次,为了减少舰船整体的RCS,需要对舰船的外壁采用倾斜的设计。本文进一步讨论了舰船上层建筑的内倾角度增加与舰船整体RCS减缩的关系,通过理论分析和多次仿真得出了舰船上层建筑的内倾角度与舰船整体RCS之间的定量关系,为舰船的隐身设计提供参考。本文采用软件编程预估舰船RCS的方法具有节约设计成本和周期的好处,此方法能用于分析现有舰船的电磁散射特性,又能用来预估和优化未来武器系统对舰船目标的电磁散射特性要求,为大型舰船的RCS预估计提供依据。

全文目录

摘要  5-6
Abstract  6-10
第1章绪论  10-20
  1.1 课题背景  10-11
  1.2 相关技术的国内外发展现状  11-16
  1.3 课题目的及意义  16-18
  1.4 论文结构及章节安排  18-20
第2章时域有限差分法理论  20-33
  2.1 引言  20-22
  2.2 FDTD基本方程  22-24
  2.3 FDTD数值理论  24-26
  2.4 吸收边界条件  26-27
  2.5 激励源设置  27-31
    2.5.1 入射波源类型  28-29
    2.5.2 入射波的加入——总场边界条件  29-31
  2.6 近远场变换  31-32
  2.7 本章小结  32-33
第3章舰船RCS理论及特性分析  33-52
  3.1 引言  33
  3.2 雷达散射截面的基础理论  33-39
    3.2.1 雷达散射截面的定义  33-36
    3.2.2 雷达散射界面的分类  36-38
    3.2.3 散射机理  38-39
  3.3 RCS的计算方法及应用范围  39-43
  3.4 舰艇外形雷达隐身设计  43-51
    3.4.1 舰艇外形雷达隐身设计的目标  43
    3.4.2 舰船隐身技术  43-44
    3.4.3 舰船外形隐身设计的特点  44-51
  3.5 本章小结  51-52
第4章舰船RCS计算及特性分析  52-65
  4.1 引言  52
  4.2 程序设计  52-55
  4.3 RCS建模计算及仿真  55-61
  4.4 船体计算结果比较分析  61-64
  4.5 本章小结  64-65
第5章基于整形的舰船RCS减缩的研究  65-77
  5.1 引言  65-67
  5.2 艏向船体角度变化对舰船RCS的影响  67-71
    5.2.1 艏向船体下层倾角变化对舰船RCS的影响  67-70
    5.2.2 艏向船体上层倾角变化对舰船RCS的影响  70-71
  5.3 艏向上层建筑外壁倾角变化对舰船RCS的影响  71-73
  5.4 正横向上层建筑外壁倾角变化对舰船RCS的影响  73-76
  5.5 本章小结  76-77
结论  77-78
参考文献  78-82
攻读硕士学位期间发表的论文和取得的科研成果  82-83
致谢  83

FDTD在舰船RCS计算中的应用研究

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