Дифракция электромагнитных волн на полостях, апертурных антеннах и восстановление локальных источников рассеяния

• Автор: Кутищев, Станислав Николаевич
• Шифр специальности: 01.04.03
• Научная степень: Докторская
• Год защиты: 2012
• Место защиты: Воронеж
• Количество страниц: 301 с. : ил.

СОДЕРЖАНИЕ
ВВЕДЕНИЕ
1. ЭЛЕКТРОДИНАМИЧЕСКИЙ АНАЛИЗ РАССЕЯНИЯ ЭЛЕКТРОМАГНИТНЫХ ВОЛН НА ПОЛОСТЯХ СЛОЖНОЙ ФОРМЫ
1Л. Анализ методов, обоснование выбора комбинированного гранично-интегрального/модального метода для расчета поля обратного рассеяния электромагнитных волн на полостях сложной формы
1.2. Исследование устойчивости процесса сходимости численного решения задачи комбинированным гранично-интегральным/модальным методом
1.3. Исследование возможности применения комбинированного гранично-интегрального/модального метода для расчета ЭПР идеально проводящих полостей с радиопоглощающими покрытиями
1.4. Расчет комбинированным гранично-интегральным/модальным методом и измерение ЭПР полостей сложной формы
1.5. Смешанный метод оценки ЭПР полостей сложной формы с радиопоглощающими покрытиями, основанный на концепции плоских волн
1.6. Метод оценки ЭПР металлических полостей сложной формы прямоугольного поперечного сечения с радиопоглощающими покрытиями, основанный на комбинированном гранично-интегральном/модальном методе и использовании импедансных граничных условий
1.7. Метод расчета ЭПР полости сложной формы, содержащей нагруженную металлическую диафрагму
1.8. Методика расчета ЭПР двумерных металлических полостей сложной формы с радиопоглощающими покрытиями
Выводы по главе
2. ЭЛЕКТРОДИНАМИЧЕСКИЙ АНАЛИЗ РАССЕЯНИЯ ЭЛЕКТРОМАГНИТНЫХ ВОЛН НА МЕТАЛЛИЧЕСКИХ ПОЛОСТЯХ КРУГЛОГО И ЭЛЛИПТИЧЕСКОГО ПОПЕРЕЧНОГО СЕЧЕНИЯ
2.1. Методика расчета ЭПР металлических полостей сложной формы круглого поперечного сечения
2.2. Методика расчета ЭПР металлических полостей эллиптического поперечного сечения
Выводы по главе

3. ЭЛЕКТРОДИНАМИЧЕСКИЙ АНАЛИЗ РАССЕЯНИЯ ЭЛЕКТРОМАГНИТНЫХ ВОЛН НА АПЕРТУРНЫХ АНТЕННАХ
3 Л. ЭПР зеркальной антенны с диэлектрическим обтекателем.
3.2. Характеристики рассеяния и излучения зеркальной антенны с цилиндрическим металлодиэлектрическим обтекателем
3.3. ЭПР и ДН цилиндрической зеркальной антенны с частотноселективным рефлектором
Выводы по главе
4. ВОССТАНОВЛЕНИЕ ЛОКАЛЬНЫХ ИСТОЧНИКОВ РАССЕЯНИЯ
ОБЪЕКТА ПО АМПЛИТУДНОЙ ДИАГРАММЕ ОБРАТНОГО РАССЕЯНИЯ
4.1. Итерационный метод восстановления локальных источников рассеяния объекта по амплитудной диаграмме обратного рассеяния .
4.2. Методика восстановления фазовой диаграммы обратного рассеяния объекта по амплитудной диаграмме обратного рассеяния
4.3. Восстановление локальных источников рассеяния и фазовой диаграммы обратного рассеяния цилиндрического объекта по амплитудной диаграмме обратного рассеяния
Выводы по главе
5. ВОССТАНОВЛЕНИЕ ФОРМЫ ОБЪЕКТОВ ПО РАССЕЯНИЮ УЛЬТРАКОРОТКИХ ИМПУЛЬСОВ
5.1. Решение прямой электродинамической задачи
5.2. Решение обратной задачи
5.3. Примеры восстановления формы объектов по рассеянию ультракоротких импульсов с использованием нейронных сетей
Выводы по главе
ЗАКЛЮЧЕНИЕ
ЛИТЕРАТУРА

ВВЕДЕНИЕ
Актуальность темы. В последнее время наблюдается большой интерес к созданию новых образцов техники, имеющей пониженный уровень вторичного электромагнитного излучения. Современные объекты техники характеризуются наличием в своем составе большого количества полостей. К ним относятся воздухозаборники, выходные сопла летательных аппаратов, антенные отсеки, кабины пилотов и т.д. Мощность вторичного излучения этих элементов является весьма значительной [1-3, 74, 227, 230]. По имеющимся данным для некоторых типов объектов вклад воздухозаборников, выходных сопел и антенных систем составляет до 90% от общей мощности излучения в наиболее опасном секторе передней и задней полусферы [1-3, 74, 227, 230]. Полостями являются также волноводные излучатели, используемые как отдельно, так и в составе различных антенно-фидерных устройств [13, 75, 76]. Изучение механизмов рассеяния электромагнитных волн на таких элементах позволяет улучшить качество их функционирования и уменьшить непреднамеренные взаимные помехи антенн.
Необходимо отметить, что отраженный от полостей сигнал часто наделен важной с точки зрения возможности их радиолокационного распознавания информацией. В данном случае имеется в виду присутствие в отраженном от таких элементов сигнале частотной модуляции, создаваемой лопатками двигателей воздухозаборников и лопатками газогенераторов выходных сопел летательных аппаратов [1,2].
Проблемы адекватного распознавания объектов техники современными средствами радиолокации [1, 2, 5, 227, 230] и уменьшения их радиолокационной заметности [3-10, 227, 230] обусловили значительный рост интереса к проведению теоретических исследований по изучению сложного физического явления - рассеяния электромагнитных волн на полостях сложной формы. Одной из ключевых проблем теоретических исследований, проводимых в этом направлении, является оценка радиолокационных характеристик полостей (эффективной площади рассеяния (ЭПР) и др.).

Щсоъ в Н2){кг)Ех +
V 2 у
Н12)(кгрх
б/.1,'.
(1.2)
Интегральное уравнение (1.2) дискретизуется [64, 73] и в результате этого записывается в матричном виде
№Ь№,],

где элементы квадратных матриц н ] и [б/] размером [Л7 х Л7]:
иУ=3У+'Т’ 1г С0Й^ Н{2)(кл1(У‘ -У^+(2>~ г., У )*7 ’
Нно2){^(у,-У^ +{2,-г}})ск} .
(1.4)
Здесь бц - символ Кронекера; (у,, г1) - координаты середины сегмента дискретизации ¥1 (точки дискретизации).
Когда длина сегментов дискретизации У] достаточна мала, тогда элементы матриц [н] и [б/] могут быть вычислены аналитически по приближенным формулам [73, 160]:
• соэ О Ж, н2)

(1.5)
•Ж. 2
у -1 + 1п