1.一种超高速薄涂敷隐身飞行目标的电磁散射分析方法,其特征在于步骤如下:
第一步,建立超高速薄涂敷隐身飞行目标等离子壳套模型,根据飞行目标的飞行高度、攻角和飞行马赫数参数,对超高速飞行目标进行气动模拟计算,得到目标的电子数密度、温度和压强信息数据,由此得到等离子体特征频率以及碰撞频率,再由以下公式得到等离子壳套各空间位置的等效相对介电常数,
ϵr=1-ω2peω2+v2-jvωω2peω2+v2---(1)]]>
其中ωpe为等离子体特征频率,ω为电磁波频率,v为等离子体碰撞频率;
第二步,根据包裹等离子壳套超高速飞行目标结构的散射特性,采用矩量法基础理论,得到积分方程,其矩阵方程形式为:
ZmnDDZmnMDZmnDMZmnMMDnIn=vmVvmS---(2)]]>
ZDD代表介质对介质的作用,ZDM表示介质对金属及涂敷的作用,ZMD都表示金属及涂敷对介质的作用,ZMM表示金属对金属的作用,Dn和In是待求未知电流系数,和是右边向量激励;
第三步,求解矩阵方程(2),得到电流系数Dn和In,再根据互易定理由电流系数计算电磁散射参量;
步骤2中,矩阵方程的具体表达形式如下:
ZDD=∫V1ϵnfmV·fnVdV-ω2μ0∫Vm∫VnKnfmV·fnVGdV′dV+1ϵ0∫Vm∫VnKn▿·fmV▿′·fnVGdV′dV-1ϵ0∫Ωm∫VnKnn^·fmV▿′·fnVGdV′dV+1ϵ0∫Vm∫Vn▿·fmV(▿Kn)·fnVGdV′dV-1ϵ0∫Ωm∫Vnn^·fmV(▿Kn)·fnVGdV′dV---(3)]]>
ZMD=jωμ0∫Vm∫SnfmV·fnSGdS′dV-1jωϵ0∫Vm∫Sn▿·fmV▿′·fnSGdS′dV+1jωϵ0∫Ωm∫Snn^·fmV▿′·fnSGdS′dV-jωμ0∫Vm∫VnTDSKnfmV·n^′▿′·fnSGdV′dV-1jωϵ0∫Vm∫Sn▿Kn▿·fmV▿′·fnSGdS▿′dV+1jωϵ0∫Ωm∫Sn▿Knn^·fmV▿′·fnSGdS▿′dV+1jωϵ0∫Vm∫SnΔKn▿·fmV▿′·fnSGdSΔ′dV-1jωϵ0∫Ωm∫SnΔKnn^·fmV▿′·fnSGdSΔ′dV+jωμ0(μr-1)∫Vm∫VnTDSfmV·n^′×fnS×▿GdV′dV---(4)]]>
ZDM=-ω2μ0∫Sm∫VnKnfmS·fnVGdV′dS+1ϵ0∫Sm∫VnKn▿·fmS▿′·fnVGdV′dS+1ϵ0∫Sm∫Vn▿·fmS(▿Kn)·fnVGdV′dS---(5)]]>
ZMM=jωμ0∫Sm∫SnfmS·fnSGdS′dS+1jωϵ0∫Sm∫Sn▿·fmS▿′·fnSGdS′dS-jωμ0∫Sm∫VnTDSKnfmS·n^′▿′·fnSGdV′dS-1jωϵ0∫Sm∫Sn▿Kn▿·fmS▿′·fnSGdS▿′dS+1jωϵ0∫Sm∫SnΔKn▿·fmS▿′·fnSGdSΔ′dS+jωμ0(μr-1)∫Sm∫VnTDSfmS·n^′×fnS×▿GdV′dS---(6)]]>
其中,和分别代表体和面测试基函数,V表示介质区域,S表示金属表面,VTDS表示薄介质区域,表示薄介质下表面,SΔ表示薄介质上表面,ω为电磁波角频率,常数系数是自由空间的格林函数;
上式中右边向量是由平面波产生的,写成
vmV=∫VfmV(r)·EidV---(7)]]>
vmS=∫VfmS(r)·EidV---(8)]]>
Ei是入射电场。