本發(fā)明涉及電磁特性計(jì)算，特別涉及一種等離子體包覆目標(biāo)電磁特性的計(jì)算方法及裝置。

背景技術(shù)：

1、飛行器以極高速度在大氣層內(nèi)運(yùn)動時(shí)，會與大氣發(fā)生劇烈摩擦，產(chǎn)生包覆在目標(biāo)周圍的等離子體繞流場，等離子體繞流場會對入射其中的雷達(dá)波產(chǎn)生幅度、頻率和相位調(diào)制效應(yīng)，進(jìn)一步導(dǎo)致雷達(dá)成像散焦、多普勒測量失準(zhǔn)，影響雷達(dá)對目標(biāo)的探測、跟蹤和識別能力。因此，為了穩(wěn)定跟蹤和識別高速運(yùn)動飛行器，需要準(zhǔn)確計(jì)算等離子體包覆目標(biāo)的電磁特性。

2、等離子體包覆目標(biāo)的電磁散射建模方法復(fù)雜度遠(yuǎn)高于理想導(dǎo)體目標(biāo)，電磁波照射等離子體繞流場時(shí)會穿入到繞流場內(nèi)部，且存在反射和折射現(xiàn)象，作為電磁損耗介質(zhì)，還會對電磁波產(chǎn)生衰減。等離子體繞流場的理論建模方法研究一直是電磁特性建模領(lǐng)域的難點(diǎn)之一，目前，在高頻區(qū)常用的建模方法以射線追蹤方法為基礎(chǔ)，利用射線在等離子體內(nèi)的傳播路徑追蹤計(jì)算電磁波的頻移和能量傳遞，獲取目標(biāo)的電磁散射特性。但在射線傳播路徑計(jì)算過程中，僅按照等離子體參數(shù)計(jì)算射線的路徑，射線可能無法到達(dá)目標(biāo)表面的等離子體薄層，而等離子體層厚度較薄時(shí)，電磁波實(shí)際有部分能量可以穿過該部分等離子體，仿真計(jì)算時(shí)就丟失了該部分等離子體的電磁特性信息，該部分等離子體電磁特性參數(shù)一般較強(qiáng)，對等離子體繞流場整體電磁特性的影響不能忽略。

3、因此，目前亟待需要一種等離子體包覆目標(biāo)電磁特性的計(jì)算方法及裝置。

技術(shù)實(shí)現(xiàn)思路

1、本發(fā)明提供了一種等離子體包覆目標(biāo)電磁特性的計(jì)算方法及裝置，可將偏折點(diǎn)與目標(biāo)表面之間的等離子體薄層也考慮到整體的電磁特性計(jì)算中，使電磁特性計(jì)算結(jié)果更加準(zhǔn)確。技術(shù)方案如下：

2、一方面，提供了一種等離子體包覆目標(biāo)電磁特性的計(jì)算方法，所述方法包括：

3、基于射線追蹤法確定電磁波在等離子體中傳播的射線軌跡和偏折點(diǎn)；

4、基于所述射線軌跡和所述偏折點(diǎn)，將電磁波在等離子體中的傳輸區(qū)域劃分為三個(gè)區(qū)域；第一區(qū)域?yàn)閺乃錾渚€軌跡的起點(diǎn)至所述偏折點(diǎn)，第二區(qū)域?yàn)閺乃銎埸c(diǎn)至目標(biāo)表面；第三區(qū)域?yàn)閺乃銎埸c(diǎn)至所述射線軌跡的終點(diǎn)；

5、基于射線追蹤法計(jì)算所述第一區(qū)域的電磁特性，得到所述偏折點(diǎn)處的第一電磁數(shù)據(jù)；

6、基于傳輸線法計(jì)算所述第二區(qū)域的第二電磁數(shù)據(jù)；

7、在所述第一電磁數(shù)據(jù)的基礎(chǔ)上，將所述第二電磁數(shù)據(jù)等效至所述偏折點(diǎn)，得到所述偏折點(diǎn)處的等效電磁數(shù)據(jù)；

8、將所述等效電磁數(shù)據(jù)作為所述第三區(qū)域的起始數(shù)據(jù)，基于射線追蹤法計(jì)算所述第三區(qū)域的電磁特性，得到等離子體包覆目標(biāo)的電磁特性。

9、另一方面，提供了一種等離子體包覆目標(biāo)電磁特性的計(jì)算裝置，所述裝置包括：

10、確定單元，用于基于射線追蹤法確定電磁波在等離子體中傳播的射線軌跡和偏折點(diǎn)；

11、劃分單元，用于基于所述射線軌跡和所述偏折點(diǎn)，將電磁波在等離子體中的傳輸區(qū)域劃分為三個(gè)區(qū)域；第一區(qū)域?yàn)閺乃錾渚€軌跡的起點(diǎn)至所述偏折點(diǎn)，第二區(qū)域?yàn)閺乃銎埸c(diǎn)至目標(biāo)表面；第三區(qū)域?yàn)閺乃銎埸c(diǎn)至所述射線軌跡的終點(diǎn)；

12、第一計(jì)算單元，用于基于射線追蹤法計(jì)算所述第一區(qū)域的電磁特性，得到所述偏折點(diǎn)處的第一電磁數(shù)據(jù)；

13、第二計(jì)算單元，用于基于傳輸線法計(jì)算所述第二區(qū)域的第二電磁數(shù)據(jù)；

14、第三計(jì)算單元，用于在所述第一電磁數(shù)據(jù)的基礎(chǔ)上，將所述第二電磁數(shù)據(jù)等效至所述偏折點(diǎn)，得到所述偏折點(diǎn)處的等效電磁數(shù)據(jù)；

15、第四計(jì)算單元，用于將所述等效電磁數(shù)據(jù)作為所述第三區(qū)域的起始數(shù)據(jù)，基于射線追蹤法計(jì)算所述第三區(qū)域的電磁特性，得到等離子體包覆目標(biāo)的電磁特性。

16、另一方面，提供了一種計(jì)算機(jī)設(shè)備，所述計(jì)算機(jī)設(shè)備包括存儲器和處理器，所述存儲器用于存放計(jì)算機(jī)程序，所述處理器用于執(zhí)行所述存儲器上所存放的計(jì)算機(jī)程序，以實(shí)現(xiàn)上述所述的等離子體包覆目標(biāo)電磁特性的計(jì)算方法的步驟。

17、另一方面，提供了一種計(jì)算機(jī)可讀存儲介質(zhì)，所述存儲介質(zhì)內(nèi)存儲有計(jì)算機(jī)程序，所述計(jì)算機(jī)程序被處理器執(zhí)行時(shí)實(shí)現(xiàn)上述所述等離子體包覆目標(biāo)電磁特性的計(jì)算方法的步驟。

18、另一方面，提供了一種計(jì)算機(jī)程序產(chǎn)品，包括計(jì)算機(jī)程序，所述計(jì)算機(jī)程序被處理器執(zhí)行時(shí)實(shí)現(xiàn)上述所述的等離子體包覆目標(biāo)電磁特性的計(jì)算方法的步驟。

19、本發(fā)明實(shí)施例提供了一種等離子體包覆目標(biāo)電磁特性的計(jì)算方法，在確定出射線軌跡和偏折點(diǎn)后，將電磁波在等離子體中的傳輸區(qū)域劃分為三個(gè)區(qū)域，其中第一區(qū)域和第三區(qū)域以偏折點(diǎn)為分界，第二區(qū)域?yàn)槠埸c(diǎn)至目標(biāo)表面，即目標(biāo)表面的等離子體層。當(dāng)分別計(jì)算出第一區(qū)域和第二區(qū)域的電磁特性后，在第一區(qū)域計(jì)算結(jié)果的基礎(chǔ)上，將第二區(qū)域的計(jì)算結(jié)果等效至偏折點(diǎn)，即可得到偏折點(diǎn)處的等效電磁數(shù)據(jù)。最后，在計(jì)算第三區(qū)域的電磁特性時(shí)，以偏折點(diǎn)的等效電磁數(shù)據(jù)為起始數(shù)據(jù)，從而將目標(biāo)表面的等離子體薄層的電磁特性考慮到整體的電磁特性計(jì)算中，得到最終的等離子體包覆目標(biāo)電磁特性。由此可見，本申請可將偏折點(diǎn)與目標(biāo)表面之間的等離子體薄層也考慮到整體的電磁特性計(jì)算中，使電磁特性計(jì)算結(jié)果更加準(zhǔn)確。

技術(shù)特征：

1.一種等離子體包覆目標(biāo)電磁特性的計(jì)算方法，其特征在于，所述方法包括：

2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的方法，其特征在于，所述基于射線追蹤法確定電磁波在等離子體中傳播的射線軌跡和偏折點(diǎn)，包括：

3.根據(jù)權(quán)利要求1所述的方法，其特征在于，電磁波在等離子體中傳播的射線軌跡是通過求解如下方程組得到的：

4.根據(jù)權(quán)利要求1所述的方法，其特征在于，所述基于傳輸線法計(jì)算所述第二區(qū)域的第二電磁數(shù)據(jù)，包括：

5.根據(jù)權(quán)利要求4所述的方法，其特征在于，每個(gè)等離子體的厚度均等于所述射線追蹤法的步長。

6.根據(jù)權(quán)利要求5所述的方法，其特征在于，當(dāng)所述第二區(qū)域的等離子體層的個(gè)數(shù)為單數(shù)時(shí)，最后一個(gè)單元的第二層等離子體用金屬層代替，第二層等離子體的運(yùn)動速度為目標(biāo)的運(yùn)動速度。

7.一種等離子體包覆目標(biāo)電磁特性的計(jì)算裝置，其特征在于，所述裝置包括：

8.一種計(jì)算機(jī)設(shè)備，其特征在于，所述計(jì)算機(jī)設(shè)備包括存儲器和處理器，所述存儲器用于存放計(jì)算機(jī)程序，所述處理器用于執(zhí)行所述存儲器上所存放的計(jì)算機(jī)程序，以實(shí)現(xiàn)上述權(quán)利要求1-6任一所述方法的步驟。

9.一種計(jì)算機(jī)可讀存儲介質(zhì)，其特征在于，所述存儲介質(zhì)內(nèi)存儲有計(jì)算機(jī)程序，所述計(jì)算機(jī)程序被處理器執(zhí)行時(shí)實(shí)現(xiàn)權(quán)利要求1-6任一所述的方法的步驟。

10.一種計(jì)算機(jī)程序產(chǎn)品，其特征在于，包括計(jì)算機(jī)程序，所述計(jì)算機(jī)程序被處理器執(zhí)行時(shí)實(shí)現(xiàn)權(quán)利要求1-6任一所述的方法的步驟。

技術(shù)總結(jié)
本發(fā)明公開了一種等離子體包覆目標(biāo)電磁特性的計(jì)算方法及裝置。方法包括：基于射線追蹤法確定電磁波在等離子體中傳播的射線軌跡和偏折點(diǎn)；基于射線軌跡和偏折點(diǎn)，將電磁波的傳輸區(qū)域劃分為三個(gè)區(qū)域；第一區(qū)域?yàn)樯渚€軌跡的起點(diǎn)至偏折點(diǎn)，第二區(qū)域?yàn)槠埸c(diǎn)至目標(biāo)表面；第三區(qū)域?yàn)槠埸c(diǎn)至射線軌跡的終點(diǎn)；基于射線追蹤法計(jì)算第一區(qū)域的電磁特性，得到偏折點(diǎn)處的第一電磁數(shù)據(jù)；基于傳輸線法計(jì)算第二區(qū)域的第二電磁數(shù)據(jù)；將第二電磁數(shù)據(jù)等效至偏折點(diǎn)，得到偏折點(diǎn)處的等效電磁數(shù)據(jù)；將等效電磁數(shù)據(jù)作為第三區(qū)域的起始數(shù)據(jù)，基于射線追蹤法計(jì)算第三區(qū)域的電磁特性，得到等離子體包覆目標(biāo)的電磁特性。本申請計(jì)算出的等離子體包覆目標(biāo)電磁特性更加準(zhǔn)確。

技術(shù)研發(fā)人員：滿良,鄧浩川,何冰慧
受保護(hù)的技術(shù)使用者：北京環(huán)境特性研究所
技術(shù)研發(fā)日：
技術(shù)公布日：2025/1/2