一种高效率计算雷达散射截面的矩量法

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1、万方数据2009年8月第36卷第4期西安电子科技大学学报(自然科学版)JOURNAL0FXIDIANUNIVERSITYAug．2009V01．36NO．4一种高效率计算雷达散射截面的矩量法袁浩波，王楠，梁昌洪(西安电子科技大学天线与微波技术重点实验室，陕西西安710071)摘要：高阶矩量法由高阶基函数和高阶建模两部分构成，而通常所采用的低阶的双线性面片建模不仅精度低而且与主流的计算机辅助设计(CAD)软件不兼容．为此提出用非均匀有理B样条(NURBS)建模来构造一套真正意义上的双高阶矩量法．算法给出了快速而准确地计算奇异性阻抗和近似计算远区阻抗的公式，解决了阻抗填充慢的问题．该方法产生

2、的未知数可以降低到FEKO的10％以下，而且随着频率升高只需提高基函数的阶数而不必重新剖分．在CAD软件中准确地为一个导弹建模，用该方法从模型中提取数据，并快速高效地计算其雷达散射截面．结果得到了FEKO的验证．关键词：矩量法；计算机辅助设计；非均匀有理B样条；雷达散射截面中图分类号：TN011文献标识码：A文章编号：1001—2400(2009)04—0629-04EfficientmethodofmomentsforthecomputationofRCSYUANHao—bo，WANGNan，LIANGChang-hong(KeyLab．ofAntennasandMicrowaveTe

3、chnology，XidianUniv．，Xi’an710071，China)Abstract：Thehigherordermethodofmomentsisbasedonbothhigherordercurrentmodelingandhigherordergeometricalmodeling．However。thecommonlyusedlOWorderbilinearpatchislOWinprecisionandnotcompatiblewiththeconventionalcomputeraideddesign(CAD)tools．Thispaperproposesatrul

4、ydoublehigherordermethodofmomentswhichapproximatesthestructurewithNURBS(NonuniformRationalB-Spline)surfaces．Anewsetofformulasareintroducedtorapidlyevaluatethesingularimpedancesandapproximatethefar-zoneimpedances．Theresultantunknownsarelessthan10％ofthatofFEKO．Besides，weneedonlyadjusttheorderoftheb

5、asisfunctionsinsteadofmeshingthestructurerepeatedlyasthefrequencyincreases．TheprecisemodelofamissileisconvenientlyobtainedbytheCADtools，andtheradarcrosssection(RCS)obtainedbythisnewtechniqueisvalidatedagainstthatobtainedbyFEKO．KeyWords：methodofmoments；computeraideddesign；NURBS；radarCROSSsection目前

6、的高阶矩量法[1]主要是高阶基函数定义于双线性面片上，其优点是积分计算可以半解析，而缺点是建模太粗糙．2004年Notaros采用高阶插值方法口1改进建模部分，虽然精度可以满足工程计算的要求，但是任何高阶建模必然导致积分不可解析，从而阻抗填充非常慢．此外高阶插值方法与主流的CAD软件不兼容．这些软件大多基于NURBS曲面建模[3]，可以非常精确地模拟物体表面，不仅广泛应用于三维动画方面，而且已经成功应用于电磁场的高频分析[4。]中．笔者的想法是建立一套基于NURBS面片建模的真正意义上的双高阶矩量法，直接从图形软件中导出所需的数据，然后使用全新的积分方法[8]快速地填充阻抗矩阵，求解方程

7、后得到RCS．1理论公式1．1NURBS面片的定义由于NURBS面片的定义‘33式非常复杂而不便于使用，一般将其转化为Bezier面片来编程计算，每一个收稿日期：2008—04—11基金项目：2005年博士学科点基金资助(20050701001)作者简介：袁浩波(1980-)，男，西安电子科技大学博士研究生，E-mail：useryuanhaobo@163．tom．万方数据630西安电子科技大学学报(自然科学版)第36卷Bezier