复杂目标散射特性仿真思路与应用案例.pdf
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8/16/2016
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1 August 16, 2016
ANSYS UGM 2016
© 2016 ANSYS, Inc.
复杂目标散射特性
——仿真思路与应用案例
讲师姓名 / 职务
ANSYS CHINA
2 August 16, 2016
ANSYS UGM 2016
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内容提要
1
RCS
概述
2
面临挑战
− 电大尺寸、结构复杂度高、大规模计算
3
解决方案
− FEM+IE+PO、3D Components、HPC+DDM
4
案例分析
－飞机的RCS仿真与隐身设计、FSS频选罩的隐身设计
3 August 16, 2016
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• RCS 定义——Radar Cross Section
◦ 数学上，RCS 定义为：
，E
s
、
E
i
分别表示散射和入射电场
◦ 物理上，RCS 是目标有效反射面积的度量，或指定方向上散射功率对入射功率归一化的度量
◦ 当发射机和接收机在同一位置时，称为单站 RCS（Monostatic RCS ）
◦ 当发射机和接收机有一定距离间隔时，称为双站 RCS （Bistatic RCS ）
◦ RCS 用面积单位表示（例如，
），通常也表示为为dBsm或（
）
RCS概述
源的位置
观测位置
单站雷达
双站雷达
4 August 16, 2016
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目标电尺寸越来越大
• 飞机、坦克、舰船
• 同时包含结构细节
• 考虑机载天线影响
结构复杂度越来越高
• 凹腔、进气道
• 隐身材料涂覆
• 结构型隐身材料、FSS
特殊RCS越来越重要
• 近场RCS
• 天线阵RCS
• 时域RCS
目标特性分析的发展趋势
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5 August 16, 2016
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面临的挑战
6 August 16, 2016
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• FEM适合涂层、FSS、天线等复杂目标
• 单一的算法无法解决电大且复杂的问题
适合的算法
• IE法适合电大尺寸金属体
7 August 16, 2016
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• 天线近远场效应，不同姿态、位置
• 局部模型的姿态角、相互位置有变化时，模型的重复计算
姿态与布局
8 August 16, 2016
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大规模计算
Mesh # RAM Elapsed Time
10GHz 5.03 million 15.4 G 27.5 minutes
18GHz 16.19 million 50.6G 174.5 minutes
15.15 meter
910 λ @ 18GHz
10.325 meter
620 λ @ 18GHz
Incident Wave
Front View
Top View
4.19 meter
252 λ @ 18GHz
• 必需有高效率的并行技术
• 支持分布式节点
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