《超高速及旋轉複雜目標的電磁散射特性研究》是依託電子科技大學,由夏明耀擔任醒目負責人的面上項目。
基本介紹
- 中文名：超高速及旋轉複雜目標的電磁散射特性研究
- 依託單位：電子科技大學
- 項目類別：面上項目
- 項目負責人：夏明耀
項目摘要,結題摘要,
項目摘要
彈道飛彈和衛星以及正在開發的臨近空間飛行體，速度一般達到5個馬赫以上,有些目標為了飛行穩定性還伴隨著旋轉,有些目標有塗敷,對再入體還有尾跡問題。對這一類超高聲速及旋轉複雜目標的電磁散射特性進行分析，為成像與識別方法研究提供支撐，是當前國家的重大需求，具有重要的學術意義和套用價值。本項目擬採用時域積分方程法和時域體積分法，建立完全基於相對論時空變換和電磁場變換的超高速及旋轉複雜目標散射數值分析方法論，可適用於任意複合運動形式，包括勻速、加速、自旋、錐旋、擺振等。對目標的散射特徵進行分析和提取，包括超高速和加速產生的都卜勒特徵和旋轉運動產生的微都卜勒特徵，以及各種複合運動形式對目標成像與識別方法的影響，如一維距離像和二維逆合成孔徑成像等。開展低速旋轉目標的微都卜勒特徵測量實驗、超高速目標散射特性測量實驗，以實測數據對數值模擬方法的可信度進行評估。
結題摘要
超高速目標的電磁散射特性分析對目標探測、識別、通信和控制具有重要研究意義，符合國家當前重大需求。主要研究內容包括：（1）針對任意運動目標（超高速並伴隨多重旋轉），建立了基於愛因斯坦“框架跳躍法”（即參考系統變換法）的數值仿真方法論，並發展了時域積分方程法和適合求解金屬與非均勻介質組合體散射的體-面積分方程法。（2）對超高聲速（大於5馬赫）目標產生的電漿鞘套（Plasma Sheath, PS）進行了數值仿真建模，考慮了高度、速度和攻角等飛行參數對PS分布的影響，並計算分析了PS對目標後向散射特性的影響。（3）對實際的超高聲速目標進行了散射特性仿真計算，並與實驗結果進行了比較，還利用仿真數據或實測數據開展了目標參數提取和識別方法研究。獲得的重要結果和數據包括：（i）開發的電磁散射模擬方法和程式正確有效，得到實驗測量數據的驗證，誤差在3dB範圍內。（ii）通過仿真計算得到了相當“真實”的PS分布特徵，當速度超過20馬赫時，PS中的電子濃度可達18次方量級，溫度可超過1萬度，與NASA實測數據大致吻合；計算分析得到了不同速度和攻角下的PS對後向散射截面（RCS）的影響，典型值可達5dB。（iii）對一大批超高聲速目標的實測數據進行了分析和處理，得到了有價值的結果，這些基礎數據具有非常重要的軍民兩用價值。基於所開發的有效仿真分析工具和所獲得的模擬與測量數據，本項目對提升我們對臨近空間超高聲速目標與PS組合體的電磁回響特性的認識，具有重要的學術意義和套用價值。
