Метод физической оптики в задаче численного расчета эффективной площади рассеяния тел сложной геометрической формы

Артем Павлович Коновальчик; Максим Юрьевич Конопелькин; Максим Александрович Кудров; Николай Дмитриевич Карасев; Умар Горунович Ибрагимов; Иван Алексеевич Мартынов

doi:10.18127/j00338486-202010(19)-01

Метод физической оптики в задаче численного расчета эффективной площади рассеяния тел сложной геометрической формы

Артем Павлович Коновальчик¹, Максим Юрьевич Конопелькин², Максим Александрович Кудров³, Николай Дмитриевич Карасев⁴, Умар Горунович Ибрагимов⁵, Иван Алексеевич Мартынов⁶

научная статья УДК 621.3.095 Страницы: 5-13 doi.org/10.18127/j00338486-202010(19)-01

¹ к.т.н., зам. генерального конструктора по перспективным проектам, АО «Концерн ВКО «Алмаз-Антей» (Москва, Россия) SPIN-код: 2829-7794
² зам. начальника отдела разработки САПР, АО «Концерн ВКО «Алмаз-Антей» (Москва, Россия) SPIN-код: 6660-4641
³ к.т.н., доцент, зав. лабораторией, МФТИ (национальный исследовательский университет) (г. Долгопрудный, Россия) SPIN-код: 8869-5400
⁴ аспирант, МФТИ (национальный исследовательский университет) (г. Долгопрудный, Россия) SPIN-код: 5980-9966
⁵ аспирант, МФТИ (национальный исследовательский университет) (г. Долгопрудный, Россия) SPIN-код: 5167-2583
⁶ аспирант, МФТИ (национальный исследовательский университет) (г. Долгопрудный, Россия) SPIN-код: 9119-5904

Ключевые слова: Эффективная площадь рассеяния (ЭПР)метод физической оптики (ФО)физическая теория дифракции (ФТД)метод лучевой трассировки

Аннотация

Постановка проблемы. Развитие вычислительных мощностей современных компьютеров позволяет проводить высокоточное моделирование различных физических процессов, например моделирование работы радиолокационных станций (РЛС). Для обеспечения высокоточного моделирования РЛС необходимы, в том числе, и исходные данные в части эффективной площади рассеяния (ЭПР) целей. Экспериментальное определение ЭПР требует значительных вычислительных ресурсов и временных затрат. Поэтому разработка специализированной программы для расчета ЭПР может предоставить возможность оперативно и без значительных вложений получать данные по ЭПР.

Цель. Разработать расчетчик ЭПР целей на основе метода физической оптики (ФО), физической теории дифракции (ФТД), метода лучевой трассировки.

Результаты. Представлены результаты адаптации известных подходов к расчету ЭПР. Разработана специализированная программа для расчета ЭПР целей. Проведено сравнение полученных результатов численного моделирования с экспериментальными данными и численными результатами коммерческих программ.

Практическая значимость. Разработанная специализированная программа для расчета ЭПР ускоряет и удешевляет процесс получения исходных данных для моделирования РЛС в части ЭПР целей.

Поступила: 10.09.2020

Для цитирования

Коновальчик А.П., Конопелькин М.Ю., Кудров М.А., Карасев Н.Д., Ибрагимов У.Г., Мартынов И.А . Метод физической оптики в задаче численного расчета эффективной площади рассеяния тел сложной геометрической формы // Радиотехника. 2020. Т. 84. № 10(19). С. 5−29. DOI: 10.18127/j00338486-202010(19)-01.

Список источников

Stein V. Physical Optics Method: Prediction of Radar Signatures // AGARD Lecture № 152. 1989. Р. 5−1 to 5−17.
Stein V. Application of Equivalent Edge Currents to Correct the Backscattered Physical Optics Field of Flat Plates // Applied Computational Electromagnetics Society Journal. 1992. V. 7. № 1. Р. 24−47.
Уфимцев П.Я. Основы физической теории дифракции. М.: БИНОМ. Лаборатория знаний. 2009. 350 с.
Michaeli A. Equivalent Edge Currents for Arbitrary Aspects of Observation // IEEE transitions on antennas and propagation. March 1984. V. Ap-32. № 3. P. 252−258.
Michaeli A. Elimination of Infinities in Equivalent Edge Currents, Part I: Fringe Current Components // IEEE transitions on antennas and propagation. July 1986. V. Ap-34. № 7. Р. 912−918.
Hap Ling, Ri-Chee Chou, Shung-Wu Lee. Shooting and Bouncing Rays: Calculating the RCS of an Arbitrarily Shaped Cavity // IEEE transactions on antennas and propagation. February 1989. V. 37. № 2. Р. 194−205.
Sadasiva M. Rao, Donald R. Wilton, Allen W. Glisson Electromagnetic Scattering by Surface of Arbitrary Shape // IEEE transactions on antennas and propagation. May 1982. V. Ap-30. № 3. Р. 409−418.
Stratton J. A. Electromagnetic Theory // An IEEE press classic reissue. 2007. Р. 607.
Poggio A. J., Miller E.K. Integral Equation Solutions of Three-dimensional Scattering Problem // Computer Techniques for Electromagnetics. 1973. Ch. 4.
Alex C. Woo, Helen T.G. Wang, Michael J. Schuh, Michael L. Sanders Benchmark Radar Targets for the Validation of Computational Electromagnetics Program // IEEE Antennas and Propagation Magazine. February 1993. V. 35. № 1. Р. 84−89.
Радиолокационные характеристики объектов. Методы исследования / Под ред. С.М. Нестерова. М.: Радиотехника. 2015. 312

[1] Stein V. Physical Optics Method: Prediction of Radar Signatures // AGARD Lecture № 152. 1989. Р. 5−1 to 5−17.

[2] Stein V. Application of Equivalent Edge Currents to Correct the Backscattered Physical Optics Field of Flat Plates // Applied Computational Electromagnetics Society Journal. 1992. V. 7. № 1. Р. 24−47.

[3] Уфимцев П.Я. Основы физической теории дифракции. М.: БИНОМ. Лаборатория знаний. 2009. 350 с.

[4] Michaeli A. Equivalent Edge Currents for Arbitrary Aspects of Observation // IEEE transitions on antennas and propagation. March 1984. V. Ap-32. № 3. P. 252−258.

[5] Michaeli A. Elimination of Infinities in Equivalent Edge Currents, Part I: Fringe Current Components // IEEE transitions on antennas and propagation. July 1986. V. Ap-34. № 7. Р. 912−918.

[6] Hap Ling, Ri-Chee Chou, Shung-Wu Lee. Shooting and Bouncing Rays: Calculating the RCS of an Arbitrarily Shaped Cavity // IEEE transactions on antennas and propagation. February 1989. V. 37. № 2. Р. 194−205.

[7] Sadasiva M. Rao, Donald R. Wilton, Allen W. Glisson Electromagnetic Scattering by Surface of Arbitrary Shape // IEEE transactions on antennas and propagation. May 1982. V. Ap-30. № 3. Р. 409−418.

[8] Stratton J. A. Electromagnetic Theory // An IEEE press classic reissue. 2007. Р. 607.

[9] Poggio A. J., Miller E.K. Integral Equation Solutions of Three-dimensional Scattering Problem // Computer Techniques for Electromagnetics. 1973. Ch. 4.

[10] Alex C. Woo, Helen T.G. Wang, Michael J. Schuh, Michael L. Sanders Benchmark Radar Targets for the Validation of Computational Electromagnetics Program // IEEE Antennas and Propagation Magazine. February 1993. V. 35. № 1. Р. 84−89.

[11] Радиолокационные характеристики объектов. Методы исследования / Под ред. С.М. Нестерова. М.: Радиотехника. 2015. 312