Registration Number
0824U000100, PhD dissertation
Status
Доктор філософії
Date
31-01-2024
popup.evolution
o
Title
Radar visibility of complex shape objects with and without coating
Author
Vladyslav Khrychov,
popup.head Maxim Legenkiy
popup.opponent Vladyslav Lutsenko
popup.opponent Volodymyr Fesenko
popup.review Vyacheslav Khardikov
popup.review Dmitry Batrakov
popup.rada
V.N. Karazin Kharkiv National University
Description
Дисертаційну роботу присвячено розробці нових методів моделювання електромагнітного розсіяння на об’єктах складної форми, визначенню радіолокаційної помітності таких об’єктів, які можуть бути оснащені різними радіопоглинаючими покриттями, мати геометричні модифікації, розташовуватись на різних підстильних поверхнях.
В першому розділі дисертації проведно огляд літератури, показно що створення малопомітної військової техніки є актуальним впродовж багатьох років. Для того, щоб розрахувати дифракцію електромагнітних хвиль на об’єктах необхідно розв’язати відповідну дифракційну задачу. Отримати точні рішення можливо тільки для тіл простої геометричної форми, таких як сфера, сфероїд, тор, тощо. Для багатьох реальних завдань можливо лише використовувати наближені методи моделювання розсіяння електромагнітних хвиль. Проведено огляд основних методів, що використовуються для розрахунку дифракції електромагнітних хвиль на різноманітних об’єктах, в тому числі на об’єктах складної форми. Розглянуто методики розрахунку ЕПР об’єктів в комерційних програмах, таких як CST Microwave Studio , FEKO та Ansys Savant.
В другому розділі дисертації було розроблено алгоритм створення та обробки моделі великогабаритного об’єкту складної форми для оцінки його радіолокаційної помітності. Розглянуто можливість використовувати kd-дерева, щоб прискорити алгоритм SBR. Це дозволило оптимізувати пошук перетинів променів і фацетів об'єкта як для первинного так і «вторинного» випромінювання, при цьому видимі грані зберігаються для всіх необхідних кутів. Також у роботі розглядається можливість повторного використання деяких даних у майбутніх моделюваннях при зміні тих чи інших параметрів моделі або падаючої хвилі.
У третьому розділі використано розроблений метод моделювання дифракції електромагнітного поля на складному об'єкті, покритому напівпрозорим наметом, який є моделлю радіопоглинаючого матеріалу. Запропонований алгоритм маю високу числову ефективність: він дозволяє спочатку забезпечити моделювання дифракції хвиль для «голого» об'єкта без маскування (що займає більшу частину часу розрахунку), а потім швидко перерахувати отримані результати для наметів з різними геометричними формами і різними електромагнітними властивостями. Також помічено, що для деяких напрямків спостерігалося деяке підвищення ЕПР об'єкта, коли його вкривали покриттям. Це пов’язано з тим, що розсіяне поле отримується як векторна сума полів, відбитих від фацетів, і для деяких випадків поля з різних граней раніше підсумовувалися з протилежними фазами, але після накривання моделі покриттям, вони змінювали свої фази і підсумовуються з іншими фазами. Більш того, застосування наметів з великим коефіцієнтом відбиття (R) призводить до збільшення реальної площи розсіювача, а отже і до збільшення ЕПР.
У четвертому розділі запропоновано для ідентифікації розсіювальних властивостей різних об’єктів доцільно використовувати методи статичного аналізу. У роботі розсіяне поле від об’єкту розглядається як випадковий сигнал по відношенню до кута спостереження, бо навіть при фіксованій позиції радарів кут падіння на об’єкт сильно залежить від багатьох факторів. Для визначення параметрів розподілу використовується метод найменших квадратів (МНК).
Наукова новизна результатів дослідження полягає у наступному:
- Вперше було розроблено алгоритм створення та обробки моделі великогабаритного об’єкту складної форми для оцінки його радіолокаційної помітності.
- Вперше створено та оптимізовано алгоритм обробки цієї моделі перед безпосередньо розрахунком повного відбитого поля.
- Вперше описані основні етапи моделювання та зазначено, які дані можна зберігати для подальшого використання у майбутніх моделюваннях, коли змінюються ті чи інші параметри моделі або падаючої хвилі.
- Вперше проведено порівняння різних підходів до створення моделей об’єкта, проведена оцінка їх ефективності. У якості тестових об’єктів використовувались як прості об’єкти, так і модель реально існуючої техніки.
- Вперше показано, що використання КД-дерев із поділом за медіанним фацетом значно пришвидшує алгоритм пошуку видимих фацетів як для первинного випромінювання, так і для вторинного (перевідбиття).
- Вперше запропоновано та доведено ефективність збереження певної інформації на різних етапах моделювання для підвищення ефективності перерахунку розсіяного поля об’єктом складної форми.
- Вперше розроблено методику зберігання інформації щодо геометричних та електродинамічних параметрів об’єкту, що аналізується.
- Вперше показано, що для довільної підстильної поверхні з заданим коефіцієнтом відбиття можна отримати розсіяне поле у вигляді ступеневого ряду за коефіцієнтом відбиття, де коефіцієнти біля різних доданків можна виразити через набір амплітуд напруженості електричних полів для декількох підстильних поверхонь.
- Вперше було запропоновано методи оптимізації моделі об’єкту складної форми для зменшення його радіолокаційної помітності.
Registration Date
2024-01-04
popup.nrat_date
2025-01-17 / 2026-07-01
