基于CST的舰船RCS的研究

论文摘要

随着现代军用电子技术的飞速发展,使得现代舰船面临日益严重的雷达、声、光、热制导武器的威胁,因此对舰船的隐身性能提出了更高的要求。超视距雷达由于其发射的电磁波能够沿着海面传播,实现超视距探测船只目标而得到广泛应用。一般,高频超视距雷达所探测的舰船目标大多数的RCS特性都处于瑞利区或谐振区,而目前对于目标处于谐振区时,哪些因素对目标的RCS起主要贡献作用,舰船的外形隐身技术在此时的作用等的研究却很少,本文即针对这些问题做了初步的研究和探讨。本文首先介绍了CST微波工作室(CST MWS)的特点及功能,及其与其他电磁场仿真软件比较的优势,介绍了RCS的相关理论及超视距雷达的目标特性,并较为详细的介绍了舰船的外形隐身技术的原理及舰船各外形结构的RCS特性。接下来,本文以某大型舰船为参照,基于CST MWS建立了三维近似仿真模型,仿真分析在3MHz、30MHz、50MHz的超视距雷达波作用下,舰船RCS曲线随频率变化的情况；并研究了舰船目标处于谐振区时,舰载短波天线、雷达、导弹发射装置对舰船雷达散射截面的影响。最后,本文以对舰船RCS起主要贡献作用的各二面角为研究对象,如船体与海面、上层建筑与船体甲板、上层建筑与上层建筑之间所构成的二面角,通过大量的仿真结果分析当舰船目标处于谐振区时,舰船外形整形技术对舰船RCS减缩的作用。本文所作工作为舰船目标处于谐振区时外形隐身技术的研究提供了有价值的参考。

论文目录

• 摘要
• ABSTRACT
• 第1章 绪论
• 1.1 课题背景及意义
• 1.2 相关技术的研究现状
• 1.3 论文的研究内容及结构安排
• 第2章 CST微波工作室及有限积分法
• 2.1 CST微波工作室的简介
• 2.1.1 CST MWS的功能及特点
• 2.1.2 几种常用电磁场仿真软件的比较
• 2.2 有限积分法FIT的算法原理
• 2.3 本章小结
• 第3章 舰船雷达散射截面相关理论
• 3.1 引言
• 3.2 雷达散射截面基础
• 3.2.1 雷达散射截面的概念
• 3.2.2 雷达散射截面的频率分区
• 3.2.3 复杂目标散射机理
• 3.2.4 雷达截面减缩技术
• 3.2.5 雷达截面分析方法
• 3.3 超视距雷达概论
• 3.3.1 超视距雷达分类
• 3.3.2 超视距雷达的目标散射特性
• 3.4 舰船雷达外形隐身技术
• 3.4.1 外形技术及其原理
• 3.4.2 舰船的外形隐身
• 3.4.3 舰船外形结构及RCS特点
• 3.5 本章小结
• 第4章 谐振区舰船目标的RCS特性研究
• 4.1 引言
• 4.2 舰船RCS建模与分析
• 4.3 舰载短波天线对舰船RCS的影响
• 4.3.1 天线位置对舰船RCS的影响
• 4.3.2 天线尺寸对舰船RCS的影响
• 4.4 舰载雷达对舰船RCS的影响
• 4.4.1 舰载雷达的位置对舰船RCS的影响
• 4.4.2 舰载雷达的尺寸对舰船RCS的影响
• 4.5 导弹发射装置对舰船RCS的贡献
• 4.6 本章小结
• 第5章 基于外形整形技术的舰船RCS的研究
• 5.1 引言
• 5.2 船体角度变化对舰船RCS的影响
• 5.2.1 船头侧壁倾角对舰船RCS的影响
• 5.2.2 船体侧壁倾角对舰船RCS的影响
• 5.3 上层建筑角度变化对舰船RCS的影响
• 5.3.1 上层建筑侧壁倾角对舰船RCS的影响
• 5.3.2 上层建筑前壁倾角对舰船RCS的影响
• 5.3.3 上层建筑后壁倾角对舰船RCS的影响
• 5.4 船尾角度变化对舰船RCS的影响
• 5.5 本章小结
• 结论
• 参考文献
• 攻读硕士学位期间发表的论文和取得的科研成果
• 致谢