高频地波雷达海面舰船rcs预估

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1、高频地波雷达海面舰船RCS预估第24卷第4期2009年8月电波科学CHINESEjoURNALOFRADIOSCIENCEVo1.24,NO.4August,2009文章编号1005—0388(2OO9)04—0675—07引言?___I-__Ej同频地波雷达海面舰船RCS预估陈聪高火涛(1.中船重工集团第七二二研究所,湖北武汉430079;2.武汉大学电子信息学院,湖北武汉430079)摘要为了有效预估高频雷达海面目标的短波散射特性,采用两媒质半宽间FDTD方法对海面舰船目标电磁建模.通过对有限长贴地介质圆柱进行电磁建模,证明了该方法

2、计算结果的准确性.最后,以海面某海监船为研究对象,分析其电磁散射情况,并将计算结果与实验观测结果进行了对比,结果表明:两者吻合良好.关键词高频地波雷达;时域有限差分法;雷达散射界面中图分类号TN958.93文献标志码AEstimationofshiptargetsradarcrosssectionsforHFSWRCHENCong?GAOHuo-tao(1.CSIC.No.722Research&DevelopmentInstitute,WuhanHubei430079,China;2.SchoolofElectronicIn!

3、formation,WuhanUniversity,WuhanHubei430079,China))AbstractInordertoestimatethescatteringcharacteristicofoverseashiptargetsinHFband,thehalfspaceFDTDmethodisusedtoelectromagneticmodelingthe0一verseashiptargets.Inordertovalidatethealgorithm,thehalfspaceFDTDmethodisusedtomode

4、lafinitelongdielectriccylinderwhichisindirectcontactwiththehalfspaceinterface.ThenumericalresultsprovethatthemethodusedinthispaperiSidenticalwiththeresultscalculatedbyothernumericalmethod.Resultsforscat—teringfromaboatonseaarepresentedatlast.ComparedthebackRCSoftheboatwh

5、ichcalculatedbythenumericalmethodwiththatmeasuredbyanHFSWRsys—tern,theconclusioniSthattheresultsareidentica1.KeywordsHFSWR;finitedifferencetimedomainmethod;radarcrosssection高频地波超视距雷达(HighFrequencySurfaceWaveRadar,HFSWR)是利用高频电磁波在地表面的绕射进行探测的高频表面波雷达,它既可实时监测大面积海域的海洋表面动力参数,又可

6、实现雷达监测区域内舰船,飞机等"硬目标"的探测与跟踪n].目标雷达散射截面(RadarCrossSection,RCS)是衡量目标散射特性的重要参数,利用它既可以用于目标分类与识别,在雷达系统设计过程中又可用于合理分配分机指标[2].因此,目标RCS的预估对高频地波雷达系统的设计和目标探测具有重要意义.海面舰船目标的长度一般在几十米至两三百米之间,与高频雷达电磁波的波长相比,舰船目标处于电磁波的谐振区内.谐振区目标电磁散射的分析方法很多,时域有限差分法(FiniteDifferenceTimeDomainMethod,FDTD)是其中一

7、种.当采用收稿日期:2008—08—19.基金项目:国家自然科学基金资助项目(60672021);国家高科技发展计划资助项目(2001AA631050)联系人:陈聪E—mail:chencongrFI@163.corn676电波科学第24卷FDTD方法对海面上舰船目标电磁建模时,需考虑无限大海面对舰船目标RCS的影响,亦即需考虑海面与舰船间的电磁耦合[4].根据表面光滑度的瑞利判据],一般情况下海面可视为平直的介质表面,因此海面舰船目标的电磁散射问题可等效为两媒质半空间问题.半空间FDTD方法由于电磁建模过程简单,灵活,计算时无须寻求半

8、空间Green函数以及对其近似求解等优点而广泛用于处理各种复杂电磁辐射与散射问题中.与全空间FDTD方法相比,采用半空间FDTD方法对两媒质半空间中的复杂目标进行电磁建模时,存在三个关键问题需要解决:入射波