《超高速目標及在微動狀態下的相對論性電磁散射研究》是依託華東師範大學，由匡磊擔任項目負責人的面上項目。
基本介紹
- 中文名：超高速目標及在微動狀態下的相對論性電磁散射研究
- 項目類別：面上項目
- 項目負責人：匡磊
- 依託單位：華東師範大學
項目摘要,結題摘要,
項目摘要
研究超高速運動目標電磁散射時需考慮相對論理論，將洛倫茲變換分別與FDTD和MLFMM等方法結合建立不同電尺寸、不同類型運動目標（體或面目標）的相對論性電磁散射模型，研究運動目標散射與速度矢量的關係。為分析運動目標的寬頻散射特性，可將入射脈衝波進行洛倫茲變換,建立運動目標的FDTD瞬態散射模型。當FDTD方法與考慮相對時空關係的運動邊界條件結合時可另建一種相對論性電磁散射模型。這兩種模型的結果能相互對比驗證。套用於臨近空間高速飛行器的相對論性電磁散射研究的要點是：1、結合洛倫茲變換，考慮其高速飛行時的相對論效應；2、發展顯性無條件穩定FDTD方法，快速穩定求解電漿包覆的塗覆絕熱隱身材料目標。當模擬高速運動目標在振動或旋轉狀態下的相對論性電磁散射回波時，要將洛倫茲變換與微動（振動或旋轉）目標的FDTD瞬態電磁散射模型結合。本項目的研究為雷達有效探測及識別高速運動目標提供電磁理論基礎。
結題摘要
研究了二維和三維目標在超高速勻速運動下的相對論性電磁散射特性，包括近區電磁場的分布，以及目標的雷達散射截面。通過洛倫茲變換，將高速運動目標從運動坐標系變換到相對靜止坐標系，此坐標系與目標一同運動，所以被看成相對靜止坐標系。在相對靜止坐標系中，我們根據洛倫茲變化，將運動坐標系下的時間、長度和入射波的頻率，振幅和入射角等參數變換到靜止坐標系中。然後，基於時域有限差分方法計算目標在相對靜止坐標系下的近區電磁場。通過近遠場外推，獲得目標在相對靜止坐標系下的遠區電磁場，再通過洛倫茲逆變換，獲得目標在運動坐標系下的遠區電磁場，從而計算出目標的雷達散射截面。經過比較，得到與靜止目標的電磁散射特性的區別，超高速運動目標的電磁散射特性隨運動速度矢量的變化而變化，高速運動目標的散射波頻率與入射方向、散射方向，運動速度和運動方向均相關；超高速運動目標的電磁散射特性隨運動速度矢量而變化。特別重要的是：三維靜止目標在球坐標系 下的遠區散射電場E和磁場H只有 和 分量；而目標的高速運動會使其遠區散射場出現徑向 分量。
