[发明专利]一种不确定结构电大目标电磁散射特性分析方法及装置

说明书

本发明涉及一种不确定结构电大目标电磁散射特性分析方法、装置、计算机设备以及计算机可读存储介质，该方法包括：采用非有理B样条曲面建模，构建含可变结构的目标几何模型，以控制点描述目标结构的不确定性，各所述控制点的坐标值根据实际情况表示为不同的随机变量；根据所述目标几何模型，基于物理光学近似法得到远区散射场积分方程，并引入目标结构的不确定性，通过泰勒级数展开实现确定项与随机项的分离，计算随机项散射场，得到电大目标的电磁散射特性结果。本发明解决了含不确定结构的电大目标电磁散射特性仿真分析存在计算量过大、工程适用性有限等问题。

技术领域

本发明涉及电磁散射技术领域，尤其涉及一种不确定结构电大目标电磁散射特性分析方法、装置、计算机设备以及计算机可读存储介质。

背景技术

在计算电磁学领域，雷达目标电磁散射特性主要通过对确定结构目标的计算来获取。但是，由于加工工艺影响或情报缺失，往往不能完全确定实际目标的结构或材料信息，因此，有必要研究含有不确定性结构的目标电磁散射特性，作为模型误差分析和置信度评估的依据。

蒙特卡罗法是一种分析不确定性问题的常用方法，通过建立一系列样本模型来描述模型的变化，从而将不确定性问题分解为确定问题。但是在将蒙特卡洛法用来解决复杂不确定性问题时，往往存在计算效率和收敛性之间的矛盾。基于直接针对不确定结构进行电磁散射求解的思路，有学者提出一种基于矩量法的包含可变结构的电磁散射等效建模方法，但随着目标电尺寸增大，计算资源消耗会急剧变大，导致该方法的工程适用性有限。

因此，针对以上不足，需要提供一种更为准确且高效的方法以分析复杂三维电大目标的电磁散射不确定性问题。

发明内容

(一)要解决的技术问题

本发明要解决的技术问题是解决现有技术对于含不确定结构的复杂电大目标进行电磁散射特性分析时，存在工程适用性有限、计算量过大的问题。

(二)技术方案

为了解决上述技术问题，本发明提供了一种不确定结构电大目标电磁散射特性分析方法，包括如下步骤：

S1、采用非有理B样条曲面建模，构建含可变结构的目标几何模型，以控制点描述目标结构的不确定性，各所述控制点的坐标值根据实际情况表示为不同的随机变量；

S2、根据所述目标几何模型，基于物理光学近似法得到远区散射场积分方程，并引入目标结构的不确定性，通过泰勒级数展开实现确定项与随机项的分离，计算随机项远区散射场，得到电大目标的电磁散射特性结果。

优选地，所述步骤S1中采用非有理B样条曲面建模，构建含可变结构的目标几何模型时，目标上的任意一点表示为：

其中，u、v分别表示曲面节点矢量，R_i,j(u,v)表示基于节点矢量的分段有理基函数，P_ij表示控制点，m、n分别表示两个维度上的总控制点数，i、j分别表示各控制点的编号。

优选地，所述步骤S2中，基于物理光学近似法得到远区散射场积分方程时，由斯特拉顿-朱兰成方程得到良导体目标的远区散射场表达式为：

其中，E_s(r)表示远区散射场，r表示坐标原点到观察点的矢径，k表示电磁波波数，η表示磁导率，R₀表示观察点与目标的距离，s表示目标表面的照明部分，和分别表示入射方向和观察方向的单位矢量，n表示表面法向单位矢量，H_i表示入射磁场强度，r'表示坐标原点到散射源处的矢径。

优选地，所述步骤S2中引入目标结构的不确定性后，得到如下表达式：

E(α^I)＝b(α^I)