【摘 要】
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角反射器是雷达对抗领域非常有效的无源干扰装备,在海战防御中起到关键作用,可提高舰船等目标的生存率。在以往研究中很少涉及“海面-舰船-诱饵”的复合时域电磁散射计算方法以及干扰效能分析,本文基于时域弹跳射线法(TDSBR)研究了舰船、角反射器及其与海面的复合时域电磁散射特性、距离像特性和角反射器干扰效能评估问题。论文工作主要从以下几个方面展开:首先,在广泛阅读文献的基础上,总结角反射器的战术使用方法及
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角反射器是雷达对抗领域非常有效的无源干扰装备,在海战防御中起到关键作用,可提高舰船等目标的生存率。在以往研究中很少涉及“海面-舰船-诱饵”的复合时域电磁散射计算方法以及干扰效能分析,本文基于时域弹跳射线法(TDSBR)研究了舰船、角反射器及其与海面的复合时域电磁散射特性、距离像特性和角反射器干扰效能评估问题。论文工作主要从以下几个方面展开:首先,在广泛阅读文献的基础上,总结角反射器的战术使用方法及其时域电磁散射研究成果,指出角反射器在未来战场(尤其是海战场)作战中将继续发挥不可替代的作用,并进一步明确角反射器及其与海面复合时域电磁散射研究成果较少,对角反射器的干扰效能评估方法研究不充分,这是本文的立意之处。其次,基于几何光学法(GO)、物理光学法(PO)推导得到考虑多次散射效应条件下TDSBR远区时域散射场的表达式,给出了目标、背景时域电磁散射特性的获取方法,基于射线追踪理论、八叉树等方法进行TDSBR算法程序实现,并与商业软件和解析结果进行对比,验证了所提方法的正确性。再次,为了模拟获取真实海战无源干扰条件下雷达时域回波,基于PM海谱建立海面模型,使用FEKO等软件建立角反射器、舰船与海的复合模型,研究了射线照亮目标的面元的情况,使用TDSBR方法“海面-舰船-角反射器”复合模型的时域电磁散射特性,分析了不同海况、雷达参数对时域散射特性的影响,并通过傅里叶变换处理得到宽带的雷达散射截面(RCS)。然后,为进行后续角反射器与舰船的距离像相似度计算,根据步进频率雷达成像原理,研究使用时域散射结果获取目标与干扰物高分辨一维距离像(HRRP)的方法。将所得结果与文献结果进行对比验证成像算法的可靠性,基于计算得到了舰船与角反射器阵列一维距离像,并结合散射点空间分布特性对物体几何结构和距离像峰值位置进行对应分析。同时,在微波暗室对典型标准体以及缩比舰船进行扫频测量,探究了使用实验手段获取一维距离像的基本方法,结合仿真结果分析实验误差产生原因。最后,利用计算所得到的舰船与角反射器阵列的RCS和HRRP数据,以质心干扰强度以及距离像相似度为基础,对不同数量、排布距离,不同尺寸组合的角反射器阵列的干扰效能进行分析。进一步,以动态海场景下舰船逃离的成功率为基准,引入探索性分析方法,进行了不同舰船规避方式、角反射器投放方式条件下质心式干扰作战效能分析,探讨了各因素对质心干扰成功率的影响。研究结果对实际舰船机动与角反射器投放策略的制定具有重要意义。
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