Математическое моделирование радиолокационных портретов распределенных объектов сложной формы и некоторые его приложения

• Автор: Анфиногенов, Анатолий Юрьевич
• Шифр специальности: 05.13.18
• Научная степень: Кандидатская
• Год защиты: 1996
• Место защиты: Москва
• Количество страниц: 275 с. : ил.

СОДЕРЖАНИЕ

СПИСОК СОКРАЩЕНИЙ.

ВВЕДЕНИЕ
1 РАЗРАБОТКА МАТЕМАТИЧЕСКОЙ МОДЕЛИ РАДИОЛОКАЦИОННЫХ ПОРТРЕТОВ РАСПРЕДЕЛЕННЫХ ОБЪЕКТОВ СЛОЖНОЙ ФОРМЫ
1.1 Анализ методов математического моделирования радиолокационных изображений, формируемых РСА. Постановка задачи математического моделирования радиолокационных портретов распределенных объектов сложной формы
1.1.1 Радиолокационные характеристики сложных объектов и методы их математического моделирования

1.1.2 Томографический способ моделирования радиолокационных изображений

1.1.3 Фильтровой способ моделирования радиолокационных изображений. . .

1.1.4 Постановка задачи математического моделирования радиолокационных портретов распределенных объектов сложной формы и определение структуры модели.

1.2 Разработка математического описания и алгоритмов расчета на ЭВМ формы

объекта.
1.2.1 Анализ методов моделирования на ЭВМ поверхностей сложной формы.
1.2.2 Первичное геометрическое моделирование поверхностей сложной формы
1.2.3 Построение фацетной модели и решение задачи определения видимой
части поверхности.
1.3 Решение задачи электромагнитного рассеяния на поверхности сложной формы.
1.3.1 Методы решения стационарных задач электромагнитного рассеяния. . .
1.3.2 Решение высокочастотной задачи дифракции методом физической оптики и методом эквивалентных токовэлементарных краевых волн
1.3.2 Решение задачи дифракции в резонансном диапазоне. Метод дискретных особенностей.
1.4 Разработка методов моделирования радиолокационных портретов распределенных объектов сложной формы. Ю
1.4.1 Функция радиолокационного рельефа распределенного объекта
1.4.2 Функция радиолокационного рельефа фацетной модели поверхности
ВВИА им. проф. Н. Е. Жуховскою
объекта.
1.4.3 Функция радиолокационного рельефа для случая двукратных переотражений
1.4.4 Преобразование функции радиолокационного рельефа распределенного объекта в его радиолокационный портрет
Выводы по разделу 1.
2 ИССЛЕДОВАНИЕ РАДИОЛОКАЦИОННЫХ ПОРТРЕТОВ ЭЛЕМЕНТОВ ПОВЕРХНОСТИ РАСПРЕДЕЛЕННЫХ ОБЪЕКТОВ.
2.1 Исследование радиолокационных портретов плоских многоугольников.
2.2 Исследование частотных границ применимости метода на примере моделирования радиолокационного портрета плоской пластинки.
2.3 Исследование радиолокационных портретов двугранных уголковых отражателей
Выводы по разделу 2.
3 МОДЕЛИРОВАНИЕ И АНАЛИЗ РАДИОЛОКАЦИОННЫХ ПОРТРЕТОВ РАСПРЕДЕЛЕННЫХ ОБЪЕКТОВ СЛОЖНОЙ ФОРМЫ
3.1 Моделирование радиолокационного портрета распределенного объекта сложной формы
3.2 Анализ зависимости радиолокационных портретов от неточностей задания формы объекта, условий наблюдения и характеристик РСА
3.2.1 Исследование радиолокационных портретов морских объектов.
3.2.2 Исследование радиолокационных портретов воздушных объектов.
3.2.3 Особенности радиолокационных портретов объектов с малой радиоло
кационной заметностью
3.3 Теоретическое и экспериментальное изучение достоверности математической модели
3.3.1 Теоретическая оценка достоверности математической модели.
3.3.1 Экспериментальная оценка достоверности математической модели. .
3.4 Особенности радиолокационных портретов сложных воздушных и морских объектов.
Выводы по разделу 3.
ЗАКЛЮЧЕНИЕ.
ЛИТЕРАТУРА


Во втором разделе работы на примере моделирования7 РЛ П бесконечной ленты показано, что фацетная модель поверхности объекта в сочетании с методами ФО и ЭГЭКВ решения задачи дифракции позволяет воспроизвести основные особенности РЛП вплоть до резонансного частотного диапазона. При выполнении условия а Юл, то есть начиная с нижней части высокочастотного диапазона, РЛП объекта моделируется методами ФО и ЭТЭКВ с приемлемой точностью. Исследования РЛП уголковых отражателей показали, что учет двукратных переотражений с использованием методов ФО и ЭТЭКВ приводит к изменению РЛП вблизи уголковых образований. БВИА им. Н Е. РЛП в пределах пластинки определяется распределением токов, наведенных при переотражении. Этот эффект уменьшается при увеличении угла раскрыва уголка и с отклонением от нормали к ребру уголка. Учет двукратных переотражении требует значительных вычислительных затрат, сопоставимых со временем решения аналогичной задачи методом интегральных уравнений. В разделе 3 показаны этапы и особенности моделирования РЛП на ЭВМ проведено сравнение моделированных РЛП реальных кораблей и самолетов с их экспериментальными радиолокационными изображениями, опубликованными в открытой печати исследована возможность применения моделирования РЛП для решения практических задач, связанных с исследованием информативности РЛП в зависимости от условий наблюдения и параметров РСА, решением задачи автоматического распознавания объектов по их РЛИ и изучением радиолокационной заметности объектов. В частности, исследована зависимость РЛП самолетов и кораблей от условий наблюдения и параметров РСА затронут вопрос информативности РЛП для визуального и автоматического распознавания изображенных на них объектов и выработаны рекомендации по ее повышению. Моделирование РЛИ сложных объектов показало, что РЛИ сложных объектов существенно отличаются от изображений, полученных иод тем же ракурсом в оптическом диапазоне. Для облегчения визуальной интерпретации РЛИ удобно пользоваться следующим нестрогим правилом РЛИ аналогично сумме изображений объекта в оптическом диапазоне, полученных с положительного и отрицательного направления оси ОУ9 перпендикулярной плоскости исходного РЛИ. Особенностью обычных самолетов и кораблей является наличие ярких отметок, соответствующих точкам зеркального отражения, уголковым образованиям и т. Результаты моделирования их РЛП подтверждают справедливость концепции локальных центров рассеяния ЛЦР, хотя в работе эта концепция не применялась. Моделирование РЛП может быть использовано для устаноаления количества ЛЦР, их интенсивности и расположения на поверхности объекта для использования в приложениях, в которых точность метода ЛЦР является удоалетворительной. ВВИА им. Н. Е. ЛЦР неприменима. Наличие на поверхности большинства объектов ЛЦР повышает динамический диапазон РЛП до дБ, поэтому необходимо снижение уровня боковых лепестков импульсного отклика точки до дБ и менее. В противном случае боковые лепестки откликов ЛЦР маскируют отклики от остальной поверхности объекта, резко снижая информативность РЛИ для визуального и автоматического распознавания. Анализ достоверности модели РЛП показывает воспроизведение основных свойств РЛП, отмеченных в существующих работах 2. Показано хорошее визуальное соответствие моделированных РЛИ кораблей и самолетов их экспериментальным изображениям. С использованием для количественной оценки достоверности нормированного коэффициента взаимной корреляции экспериментального и моделированного РЛИ получены значения, превышающие коэффициент взаимной корреляции экспериментального изображения с моделированным РЛИ другого объекта такого же класса на 02, что свидетельствует о приемлемой для практического использования точности моделирования РЛП. В приложениях к работе приведены исходные тексты программ, реализующих модель РЛП на ЭВМ. Общий объем комплекса программ составляет более 0 строк па языке программирования Си, поэтому в текст работы включены только наиболее важные из входящих в него программ в Приложении 1 содержится исходный текст программы геометрического моделирования , в Приложении 2 программы расчета 1I1 I.