留言板

尊敬的读者、作者、审稿人, 关于本刊的投稿、审稿、编辑和出版的任何问题, 您可以本页添加留言。我们将尽快给您答复。谢谢您的支持!

姓名
邮箱
手机号码
标题
留言内容
验证码

掠入射下舰船运动对本体雷达散射截面积概率密度的影响

杜晓佳 廖章奇 李哲 陈一萱

杜晓佳, 廖章奇, 李哲, 等. 掠入射下舰船运动对本体雷达散射截面积概率密度的影响[J]. 中国舰船研究, 2023, 18(2): 211–217 doi: 10.19693/j.issn.1673-3185.02436
引用本文: 杜晓佳, 廖章奇, 李哲, 等. 掠入射下舰船运动对本体雷达散射截面积概率密度的影响[J]. 中国舰船研究, 2023, 18(2): 211–217 doi: 10.19693/j.issn.1673-3185.02436
DU X J, LIAO Z Q, LI Z, et al. Influence of ship motion on radar cross section probability density under grazing incidence[J]. Chinese Journal of Ship Research, 2023, 18(2): 211–217 doi: 10.19693/j.issn.1673-3185.02436
Citation: DU X J, LIAO Z Q, LI Z, et al. Influence of ship motion on radar cross section probability density under grazing incidence[J]. Chinese Journal of Ship Research, 2023, 18(2): 211–217 doi: 10.19693/j.issn.1673-3185.02436

掠入射下舰船运动对本体雷达散射截面积概率密度的影响

doi: 10.19693/j.issn.1673-3185.02436
详细信息
    作者简介:

    杜晓佳,男,1988年生,博士,工程师

    廖章奇,男,1985年生,博士,高级工程师

    李哲,男,1996年生,硕士,工程师

    陈一萱,女,1994年生,硕士,工程师

    通信作者:

    杜晓佳

  • 中图分类号: U674.7+02

Influence of ship motion on radar cross section probability density under grazing incidence

知识共享许可协议
掠入射下舰船运动对本体雷达散射截面积概率密度的影响杜晓佳,等创作,采用知识共享署名4.0国际许可协议进行许可。
  • 摘要:   目的  航行运动产生的姿态变化会导致对自身雷达散射截面积(RCS)概率密度发生变化,因此有必要掌握舰船在各种运动工况时对掠入射下自身的RCS概率密度的影响程度。  方法  利用准静态的思路,构建水动力和电磁散射特性联合仿真模型及计算流程,选取掠入射下10 GHz连续波作为探测雷达波威胁,对不同统计时间、海况、航速、航向等参数下的舰船本体RCS概率分布进行对比和分析。  结果  结果表明,对数正态分布模型可较好地模拟船模静态RCS分布特性,统计时间大于250 s后动态RCS概率分布基本稳定;在低海况下及随浪或顶浪航行时动态RCS概率分布曲线存在“毛刺”现象。  结论  研究表明,航速对舰船RCS概率密度分布的影响可以忽略;浪向角对舰船RCS概率密度分布的影响在较高海况时才明显;海况增加使得RCS分布概率曲线越来越顺滑;统计时间对RCS概率密度分布的影响较大,需积累足够的数据进行试验或仿真才能准确掌握舰船RCS概率分布特性。
  • 图  舰船几何模型

    Figure  1.  Geometric model of warship

    图  舰船水平面方向RCS分布

    Figure  2.  RCS distribution in horizontal plane

    图  概率密度分布及拟合结果

    Figure  3.  Probability density distribution and fitting model

    图  正态分布概率对比图

    Figure  4.  Normal probability vs the RCS distribution

    图  海水扰动下舰船动态RCS仿真流程图

    Figure  5.  Simulation flow chart of ship's dynamic RCS under seawater disturbance

    图  统计时间对概率密度的影响

    Figure  6.  Time series data of ship motion

    图  航速对RCS概率密度函数的影响

    Figure  7.  RCS characteristic values in different speed

    图  海况对RCS概率密度的影响

    Figure  8.  RCS characteristic values in different sea conditions

    图  浪向对RCS累积分布函数的影响

    Figure  9.  RCS characteristic values in different course angle

  • [1] 许小剑, 姜丹, 李晓飞. 时变海面舰船目标动态雷达特征信号模型[J]. 系统工程与电子技术, 2011, 33(1): 42–47. doi: 10.3969/j.issn.1001-506X.2011.01.09

    XU X J, JIANG D, LI X F. Modeling of dynamic radar signatures for ships on time-varying sea surface[J]. Sys-tems Engineering and Electronics, 2011, 33(1): 42–47 (in Chinese). doi: 10.3969/j.issn.1001-506X.2011.01.09
    [2] KIM K, KIM J H, KIM Y H, et al. Numerical investigation on dynamic radar cross section of naval ship considering ocean wave-induced motion[J]. Progress in Electromagnetics Research M, 2012, 27(2): 11–26.
    [3] 陈世春, 黄沛霖, 姬金祖. 从探测概率的角度评价飞机的隐身性能[J]. 航空学报, 2015, 36(4): 1150–1161.

    CHEN S C, HUANG P L, JI J Z. Evaluating aircraft's stealth performance from the perspective of detection prob-ability[J]. Acta Aeronautica et Astronautica Sinica, 2015, 36(4): 1150–1161 (in Chinese).
    [4] 沈鹏. 海面舰船RCS起伏分布模型研究[J]. 指挥控制与仿真, 2019, 41(4): 37–39. doi: 10.3969/j.issn.1673-3819.2019.04.008

    SHEN P. RCS fluctuation distribution models research of ship target on sea[J]. Command Control & Simulate, 2019, 41(4): 37–39 (in Chinese). doi: 10.3969/j.issn.1673-3819.2019.04.008
    [5] 戴崇, 徐振海, 肖顺平. 雷达目标动静态RCS特性差异分析[J]. 信号处理, 2013, 29(9): 1256–1263. doi: 10.3969/j.issn.1003-0530.2013.09.025

    DAI C, XU Z H, XIAO S P. Analysis for differences between dynamic and static RCS characteristics of radar target[J]. Journal of Signal Processing, 2013, 29(9): 1256–1263 (in Chinese). doi: 10.3969/j.issn.1003-0530.2013.09.025
    [6] 庄亚强, 张晨新, 周超, 等. 飞机动态RCS序列的仿真研究[J]. 电光与控制, 2014, 21(7): 103–106. doi: 10.3969/j.issn.1671-637X.2014.07.023

    ZHUANG Y Q, ZHANG C X, ZHOU C, et al. Simulation of dynamic RCS series of aircraft[J]. Electronics Optics & Control, 2014, 21(7): 103–106 (in Chinese). doi: 10.3969/j.issn.1671-637X.2014.07.023
    [7] 晏青, 熊峻江, 游思明. 基于动态RCS的无人机航迹实时规划[J]. 北京航空航天大学学报, 2011, 37(9): 1115–1121.

    YAN Q, JUN J J, YOU S M. Real-time programming method for flight path of unmanned vehicle based on dynamic RCS[J]. Journal of Beijing University of Aeronautics and Astronautics, 2011, 37(9): 1115–1121 (in Chinese).
    [8] 薛丰利, 黄沛霖, 罗蒙浩, 等. 指挥台围壳雷达隐身性数值模拟[J]. 中国舰船研究, 2016, 11(6): 15–21. doi: 10.3969/j.issn.1673-3185.2016.06.003

    XUE F L, HUANG P L, LUO M H, et al. Numerical simulation for the stealth performance of submarine sails[J]. Chinese Journal of Ship Research, 2016, 11(6): 15–21 (in Chinese). doi: 10.3969/j.issn.1673-3185.2016.06.003
    [9] 李抟, 田博, 李铁, 等. 基于RCS起伏模型的箔条云近场实测数据分析方法[J]. 探测与控制学报, 2020, 42(2): 52–55.

    LI T, TIAN B, LI T, et al. Near-field measured data analysis of chaff cloud based on RCS fluctuation model[J]. Journal of Detection & Control, 2020, 42(2): 52–55 (in Chinese).
    [10] SHNIDMAN D A. Calculation of probability of detection for log-normal target fluctuations[J]. IEEE Trans-actions on Aerospace and Electronic Systems, 1991, 27(1): 172–174. doi: 10.1109/7.68161
    [11] 陈世春, 黄沛霖, 姬金祖. 典型隐身飞机的RCS起伏统计特性[J]. 航空学报, 2014, 35(12): 3304–3314.

    CHEN S C, HUANG P L, JI J Z. Radar cross section fluctuation characteristics of typical stealth aircraft[J]. Acta Aeronautica et Astronautica Sinica, 2014, 35(12): 3304–3314 (in Chinese).
    [12] CHEN X, ZHU R C, ZHAO J, et al. Study on weakly nonlinear motions of ship advancing in waves and influences of steady ship wave[J]. Ocean Engineering, 2018, 150: 243–257. doi: 10.1016/j.oceaneng.2017.12.053
    [13] US navy combatant, DTMB 5415[EB/OL]. 2008. http://www.simman2008.dk/5415/5415_geometry.htm.
    [14] ZHANG M, ZHAO Y, LI J X, et al. Reliable approach for composite scattering calculation from ship over a sea surface based on FBAM and GO-PO models[J]. IEEE Transactions on Antennas and Propagation, 2017, 65(2): 775–784. doi: 10.1109/TAP.2016.2633066
    [15] 黄亚林, 张晨新, 刘凯越, 等. 基于动态RCS的隐身目标检测研究[J]. 微波学报, 2017, 33(1): 58–62.

    HUANG Y L, ZHANG C X, LIU K Y, et al. A study on detection of stealth target based on dynamic RCS[J]. Journal of Microwaves, 2017, 33(1): 58–62 (in Chinese).
  • 加载中
图(9)
计量
  • 文章访问数:  396
  • HTML全文浏览量:  74
  • PDF下载量:  32
  • 被引次数: 0
出版历程
  • 收稿日期:  2021-07-01
  • 修回日期:  2021-09-21
  • 网络出版日期:  2023-04-19
  • 刊出日期:  2023-04-28

目录

    /

    返回文章
    返回