几何模型误差对电磁散射建模的影响分析

作     者：蔡海强 

作者单位：军事科学院 

学位级别：硕士

导师姓名：陈晓盼

授予年度：2022年

学科分类：0809[工学-电子科学与技术（可授工学、理学学位）] 08[工学] 

主      题：几何模型 电磁散射建模 误差分析 数据一致性分析 

摘      要：几何模型是关于目标几何外形的数值描述,其质量将直接影响电磁散射建模的难易程度、工作量和精度。通用领域通过曲面误差评定几何模型的质量,电磁散射领域在考虑几何模型外形误差的同时,结合外形误差引起的散射机理变化以及计算条件、模型结构等诸多因素,进而综合分析几何模型误差与电磁散射建模误差之间的关系,从而平衡几何模型逼真程度和电磁散射计算资源两者之间的关系,提升电磁散射建模效率。最后,达到构建高精度电磁散射模型的目的。因此,从多个方面开展系统研究,将几何模型误差与电磁散射机理联动,才能准确分析几何模型误差对电磁散射建模结果的影响,保证电磁散射建模结果的可靠性、可信性、可用性,实现电磁散射计算用几何模型的精确构建与修正。本文结合电磁散射建模工程应用中的实际问题,研究分析几何模型误差对电磁散射建模的影响,研究内容如下:（1）电磁散射领域相关的理论方法。阐述电磁散射建模和几何模型的相关概念,分析电磁散射建模和几何建模的流程,挖掘几何模型误差与电磁散射建模误差两者之间的相关性,寻找误差来源,进而从定性角度确定几何模型误差控制的关键因素。同时,为科学合理地表征仿真结果,研究电磁散射建模数据一致性评估方法,从定量角度确定几何模型误差的分析方法。（2）不同散射量级目标几何模型误差对电磁散射建模结果的影响。首先,为确保结果具有代表性,选择目前常见的雷达散射截面观测范围-40d Bsm～20d Bsm。其次,为确保结果在电磁散射领域具有普适性,研究目标要在散射机理方面具有多样性,选取低散射飞机、导弹弹头和SLICY模型作为研究目标,构建基准模型,通过添加正负整体形状误差构建误差模型。最后,对基准模型和误差模型电磁散射建模结果定量分析。由分析结果可知,低散射量级目标几何模型误差对电磁散射建模结果影响更大。（3）不同计算频率下几何模型误差对电磁散射建模的影响。以低散射飞机模型为研究对象,选取几何模型轮廓形状误差和区域形状误差两个误差维度,综合分析不同计算频率下,几何模型误差对电磁散射计算结果的影响。由分析结果可知,几何模型轮廓形状误差和区域形状误差对电磁散射建模结果的影响都会随着计算频率的提升而增大。