基于时域的高超声速飞行器RCS预估及箔条掩护分析

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1、硕士学位论文｜ｌｌ基于时域的髙超声速飞行器ＲＣＳ预估及箔条掩护分析１：１作者姓名张文略；一一圓西安电子科技大学学位论文独创性（或创新性）声明秉承学校严谨的学风和优良的科学道德，本人声明所呈交的论文是我个人在导师指导下进行的研宂工作及取得的研究成果。尽我所知，除了文中特别加以标注和致谢中所罗列的内容以外，论文中不包含其他人己经发表或撰写过的研宄成果；也不包含为获得西安电子科技大学或其它教育机构的学位或证书而使用过的一材料。与我同工作的同事对本研究所做的任何贡献均已在论文中作了明确的说明并表示了谢意。一学位论文若有不实之处，本

2、人承担切法律责任。？？山本人签名．日期來灸略．１西安电子科技大学关于论文使用授权的说明本人完全了解西安电子科技大学有关保留相使用学位论文的规定，即：研宄生在校攻读学位期间论文工作的知识产权属于西安电子科技大学。学校有权保留送交论文的复印件，允许查阅、借阅论文；学校可以公布论文的全部或部分内容，允许采用影印、缩印或其它复制手段保存论文。同时本人保证，结合学位论文研宄成果完成的论文、发明专利等成果。，署名单位为西安电子科技大学本人签名：：ｈ导师签名曰期：以曰期：心／￥学校代码10701学号1502120885分类号TN97密级公

3、开西安电子科技大学硕士学位论文基于时域的高超声速飞行器RCS预估及箔条掩护分析作者姓名：张文略一级学科：电子科学与技术二级学科：电磁场与微波技术学位类别：工学硕士指导教师姓名、职称：徐乐副教授学院：电子工程学院提交日期：2018年6月RCSEstimationoftheHypersonicAircraftBasedonTimeDomainandChaffCoverAnalysisAthesissubmittedtoXIDIANUNIVERSITYinpartialfulfillmentoftherequirementsforthedegreeofMasterinElectromagn

4、eticFieldandMicrowaveTechnologyByZhangWenLueSupervisor:XuLeAssociateProfessorJune2018摘要摘要近年来人们的研究重心逐渐从低空、太空转向临近空间，临近空间中最活跃的无疑是高超声速飞行器（HV），HV相较于普通飞机，具有极高的飞行高度，极快的飞行速度以及较强的侧翼机动性。在不远的未来，HV极有可能作为一种新型的非核战略威慑力量，它将打破现有的军事格局。对HV的研究已经愈发凸显重要。本文首先具体研究了HV的飞行轨迹，发现在惯性阶段处HV可能面临被预警雷达识别的风险，在惯性阶段处，此时与弹道中段处环境相似，我

5、们提出使用箔条云团来对其进行掩护分析。在掩护之前，我们首先需要模拟预警雷达系统对HV进行目标识别，也就是得到它的雷达散射截面积（RCS），具体使用时域高频算法来进行宽带RCS预估，这样避免了频域高频算法的多次计算引起的效率低下。本文系统深入地研究了HV的飞行轨迹、针对HV所采用的时域高频电磁散射算法、太空箔条云团的运动特性和散射特性、HV的速度引起的多普勒频移对目标识别的影响以及箔条云团掩护HV，主要工作和贡献如下：1.首先对HV的飞行轨迹进行了介绍，探讨了在其飞行轨迹各个阶段处存在的特点以及针对其特点得出了在惯性阶段处存在被预警雷达识别的风险，针对这一风险我们提出了使用太空箔条来对

6、其进行掩护分析。2.深入研究了HV的宽带RCS预估，具体以X-43A高超声速飞行器模型为例，使用了时域物理光学法（TDPO）结合时域弹跳射线法（TDSBR）的混合算法进行了研究，首先介绍了基于Radon变换的TDPO的求解，并通过具体仿真实例检验了算法的正确性以及高效性，又介绍了TDSBR算法，并对其进行了一系列的改进，同样通过仿真实例验证了算法的高效性以及准确性，由于高超声速飞行器存在腔体发动机，导致TDPO的不精确以及TDSBR的耗时长，针对于此，我们提出了TDPO与TDSBR的混合方法，首先通过入射波进行判断腔体内是否被照亮，如果照亮使用TDSBR进行腔体计算，机身使用TDPO

7、进行计算，如果腔体没被照亮，则整个飞机使用TDPO进行计算。判断算法我们使用长方体薄片进行改进提高了效率，最后通过X-43A模型进行了一系列的仿真对比实验，验证了算法的正确性以及高效性。3.研究了箔条云团在基于自由分子流运动下的扩散特征。具体对单根箔条在处于HV惯性阶段处的大气环境下进行了受力研究分析，然后使用蒙特卡罗方法将其扩展到箔条云团，以此为理论依据进行了一系列仿真实验。4.研究了箔条云团的雷达散射特性，具体首先采用矩量法的两种不同形式对单根箔条的雷