基于矢量对消的缺陷类目标散射试验改进方法

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1、2017年7月第43卷第7期北京航空航天大学学报JournalofBeijingUniversityofAeronauticsandAstronauticsJuly2017V01．43No．7http：／／／bhxb．buaa．edu．cnjbuaa@buaa．edu．enOOI：10．13700／j．bh．1001-5965．2016．0517基于矢量对消的缺陷类目标散射试验改进方法高旭1，杨硕2，(1．中航工业第一飞机设计研究院，西安710089；柴建忠1，赵京城2’+2．北京航空航天大学电子信息工程学院，北

2、京100083)摘要：缺陷类目标散射在高隐身飞行器总体散射中占有重要地位。目前常用的缺陷类目标散射评估方法是基于低散射载体，将有无缺陷类目标的载体测试结果进行对比，获得缺陷类目标散射的增幅，以分析目标的散射特性。这种方法存在载体影响大、可测量目标尺寸小、成本高等不足。本文提出一种基于矢量对消的改进试验方法，将载体视为目标背景的一部分，通过矢量对消分离出载体散射，从而提取出完全独立于载体之外的全角域范围的缺陷类目标散射特性，结果更为完整、精确。通过文献对比和验证分析，本文方法可以得到缺陷类目标的全角域散射特性，且测

3、试结果、目标尺寸均不受载体限制，具有精确度高、成本低的优点。关键词：缺陷；矢量对消；散射测量；载体；目标散射特性中图分类号：V218文献标识码：A文章编号：1001．5965(2017)07．1293．07在现代隐身飞行器的研制过程中，散射特性评估是一个重要环节，它影响着飞行器隐身性能的设计与实现。相对常规飞行器而言，隐身飞行器的散射特性水平低，缝隙、台阶等缺陷类散射源的贡献凸显出来，甚至在某些极化和姿态角下影响非常明显‘1。。。为提高隐身飞行器的散射性能，需要对缺陷类目标的散射特性进行精确评估。目标散射特性的评

4、估方法可以分为2种：理论预估和试验测量¨1。理论预估主要通过各种电磁场的解析或者数值分析方法实现；试验测量既可以在室内开展也可以在室外进行。在长期的发展中，2种方法各有优劣。理论预估方法使用灵活、方便，可根据目标选择不同计算方法⋯⋯，时间周期短，但算法会受模型复杂程度、网格划分、计算机硬件等影响，精度及稳定性有待提高；试验测量¨4。1副在结果准确性、可靠性方面具有优势，但需要设计、加工相应的试验模型，试验需要的缩比比例、模拟精度、重量限制等均对模型提出了较高要求，所需成本较高，周期较长。当前缺陷类目标电磁散射特性

5、的计算方法有：高低频混合方法，如迭代物理光学法(IPO)与矩量法(MOM)。6。、物理光学法(PO)、物理绕射理论(PTD)与有限元法(FEM)"。等；低频数值方法，如多层快速多极子算法(MLFMA)¨’1叫或时域有限差分方法(FDTD)⋯’12o等。其中，混合方法的计算精度主要取决于3个方面，即高频近似、低频数值方法本身的精度以及目标表面各部分间相互耦合的处理效果，只有对上述3个方面全面兼顾才能得到满意的分析效果。低频数值方法则存在计算时间长、占用内存大的问题，不能及时有效地进行大规模计算分析。为了满足工程使用

6、要求，研究者发展了缺陷类目标散射特性的试验测量技术，具有更实用、有效的优点。当前对缺陷类目标的试验测量方法可根据载体不同而分为2类：①采用竖直放置的平板作为缺陷载体，制作一系列不同物理特征的缺收稿日期：2016-06—14；录用日期：2016-09-21；网络出版时间：2016—10—1116：14网络出版地址：WWW．cnki．net／kcms／detail／11．2625．V．20161011．1614．001．html女通讯作者：E·mail：zjccool@126．COB引用格式：高旭，杨硬，柴建忠，等．

7、基于矢量对消的缺陷类目标散射试验改进方法fJJ．北京航空航天大学学报，2017，43(7)：1293-1299．GAOX，YANGS，CHAIJZ，eta1．Improvedtestmethodbasedonvectorcancellationforscatteringcharacteristicofdiscontinuoustarget￡j]．JournalofBeijlngUniversityofAeronauticsandAstronautics，2017．43(7)：1293—1299(inChinese

8、)．1294北京航空航天大学学报2017年陷类目标¨4’15。，进行大量试验；②采用水滴形、杏仁体、钻石体等低散射体作为基础载体，制作可替换的部件来表征缺陷类目标‘1“”1进行试验。这些载体都在一定条件下具有低散射特性，如在一定频率下，竖直放置的平板在300～900方位角内的雷达散射截面积(RadarCrossSection，RCS)均值可达一35dBsm，水滴形载体和杏