多尺度电磁方法用于飞机表面吸波涂层损伤检测：远场角度域筛选与近场局部成像相结合

《Sensors》：A Multiscale Electromagnetic Method for Damage Detection and Quantitative Characterization of Radar-Absorbing Coatings on Aircraft Skins

　　**摘要**本研究提出一种多尺度电磁方法，将远场角度域分析与局部近场成像相结合，用于检测飞机表面吸波涂层中的损伤。以完好状态作为参考，通过稳健统计准则识别连续的异常角度区间及其主要异常方位，采用电磁散射能量比（ESER，此处定义为归一化平方场响应比）和方位差因子进行判定。将这些角度特征与目标几何形状及预设检测区域相结合，用于确定候选近场扫描窗口的方向和方位范围。随后，对局部近场测量数据应用相干后投影。采用复数差分成像、多阈值分析和平方幅度加权中心二阶矩，估计差分响应的质心和等效电磁尺寸。对一个简化类飞机模型进行数值分析，证明了角度域筛选以及对冲击、涂层脱落和鼓包的局部表征能力。对于矩形涂层脱落仿真，等效电磁长度和宽度与名义边长的偏差分别为8.6%和2.3%。对于涂覆圆锥试件上局部1 cm × 1 cm涂层脱落实验，相应的偏差为9.2%和6.3%。这些结果表明，在所研究的几何形状、材料和参考匹配条件下，两阶段筛选和局部等效尺度提取是可行的。