[发明专利]一种电磁波反射系数的计算方法

说明书

本公开是关于一种电磁波反射系数的计算方法。该方法包括：将非均匀介质划分为多层均匀介质平板，并建立非均匀介质的分层介质模型，其中，分层介质模型的每层参数包括：电子密度、碰撞频率、本征波阻抗、厚度；根据每层参数计算分层介质模型中的电磁波折射角和波矢量；基于每层均匀介质的电磁波折射角和所述波矢量，构造每层均匀介质的入射角判断向量和波矢量判断向量，并计算电磁波在分层介质模型的入射深度。本公开根据非均匀介质中的电磁波全反射效应，构造了入射角判断向量和波矢量判断向量，将物理效应引入计算方法，获取的计算结果更加符合实际，尤其是在数据网格稀疏以及电磁波掠入射情况下，提供了一种稳健、准确的反射系数计算方法。

技术领域

本公开涉及电磁波反射计算技术领域，尤其涉及一种电磁波反射系数的计算方法。

背景技术

飞行器以高超声速在高空大气层中飞行时，所产生的包覆飞行器的等离子鞘，会干扰和屏蔽雷达回波信号，导致信号幅度和相位发生畸变、多普勒谱异常展宽，增加了雷达探测的难度。

为了分析等离子鞘对雷达目标探测的影响程度，需要通过计算等离子鞘的反射系数，以此来模拟仿真等离子鞘包覆下高超声速飞行器的雷达回波信号。等离子鞘属于非均匀时变带电介质，数据获取困难且往往数据网格稀疏，这导致等离子鞘的反射系数计算需具有对数据的包容性。

传播方程解析计算方法，是通过求解电磁波传播的波动方程从而获得其传播特性的计算方法。波动方程则是由麦克斯韦方程组导出，用以描述电磁场波动特征的微分方程组。由于解析法只能对电子密度分布呈典型数学特征的非均匀介质应用，随着实际应用研究的不断深入，其局限性与日俱增。传播方程解析计算方法仅适用于电子密度呈典型数学特征的非均匀介质，不适应实际应用场景。

因此，有必要提供一种新的技术方案改善上述方案中存在的一个或者多个问题。

需要说明的是，在上述背景技术部分公开的信息仅用于加强对本公开的背景的理解，因此可以包括不构成对本领域普通技术人员已知的现有技术的信息。

发明内容

本公开的目的在于提供一种电磁波反射系数的计算方法，进而至少在一定程度上克服由于相关技术的限制和缺陷而导致的一个或者多个问题。

根据本公开实施例的提供的一种电磁波反射系数的计算方法，包括：

将非均匀介质划分为多层均匀介质平板，并建立非均匀介质的分层介质模型，其中，所述分层介质模型的每层参数包括：电子密度、碰撞频率、本征波阻抗、厚度；

根据所述每层参数计算所述分层介质模型中的电磁波折射角和波矢量；

基于每层所述均匀介质的所述电磁波折射角和所述波矢量，构造每层所述均匀介质的入射角判断向量和波矢量判断向量，并计算电磁波在所述分层介质模型的入射深度；

根据所述入射深度，得到总传输矩阵；

根据所述总传输矩阵计算所述电磁波的反射系数。

本公开的实施例中，根据所述每层参数计算所述分层介质模型中的电磁波折射角和波矢量的步骤中包括：

根据第i层所述均匀介质的的电子密度，计算所述分层介质模型的第i层所述均匀介质的振荡角频率，其中，所述分层介质模型的第i层所述均匀介质的振荡角频率的计算公式为：

式中，i＝1,2,…,N，N表示所述分层介质模型层数，e表示单位电荷，m_e表示电子质量，ε₀表示真空介电常数，ω_p,i表示所述分层介质模型的第i层均匀介质的振荡角频率，n_e,i表示所述分层介质模型的第i层均匀介质的电子密度。

本公开的实施例中，根据所述每层参数计算所述分层介质模型中的电磁波折射角和波矢量的步骤中包括：