基于NURBS曲面建模的导体目标电磁散射仿真方法

摘要

本发明公开了一种基于NURBS曲面建模的导体目标电磁散射仿真方法，主要解决现有方法仿真效率低以及对计算机内存需求高的问题。其方案是：1.通过商业软件Rhino用NURBS曲面对散射目标建模；2.对散射目标模型的参数区域进行分解，推导出NURBS曲面的坐标公式，进而得到导体目标物理光学散射积分和边缘绕射场积分公式；3.计算物理光学散射积分和边缘绕射场积分的值；4.利用物理光学散射积分和边缘绕射场积分的值，获取导体目标的单站雷达散射截面RCS。本发明在保证精度的前提下，提高了仿真效率，降低了仿真实验对计算机内存的需求，可用于获取散射目标的单站雷达散射截面RCS。

主权项

一种基于NURBS曲面建模的导体目标电磁散射仿真方法，包括步骤：(1)打开商业软件Rhino，点击曲面模型选项中的“控制点坐标建立曲面”，输入散射目标控制点坐标，得到散射目标的非均匀有理B样条NURBS曲面模型，并以“iges”文件格式导出所建模型；(2)读取“iges”文件中所包含的NURBS曲面面元信息，并将NURBS曲面的参数区域分解为多个子参数区域，推导出每个子参数区域对应的NURBS子曲面的坐标公式：其中τ＝3i+j+1，α_τ和β_τ为多项式系数；(3)根据物理绕射理论，得到导体目标散射电场积分，该积分包括物理光学散射积分和边缘绕射场积分；(4)计算物理光学散射积分，包括步骤：4.1)计算物理光学散射积分的三类关键点的坐标，即第一类关键点坐标(u_s,v_s)，第二类关键点坐标(u_c,v_c)，第三类关键点坐标(u_V,v_V)；4.2)分别计算上述三类关键点对物理光学散射积分的贡献值I_s，I_c，I_V；4.3)根据4.2)的结果，得到物理光学散射积分的值E^PO＝I_s+I_c+I_V；(5)计算边缘绕射场积分，包括步骤：5.1)计算边缘绕射场积分的驻相点(u_d,v_d)；5.2)计算驻相点(u_d,v_d)对边缘绕射场积分的贡献值I_d；5.3)根据5.2)的结果，得到边缘绕射场积分的值E^d＝I_d；(6)计算导体目标散射电场积分的值：E_s＝E^PO+E^d；(7)利用导体目标散射电场积分值E_s，获取导体目标的单站雷达散射截面RCS。