高空空中目标解体粒子云电磁散射建模及耦合动力学-电磁计算方法研究

《Journal of Systems Engineering and Electronics》：Electromagnetic scattering modeling of irregular particle clouds at high altitude

　　

摘要：

本研究致力于高空空中目标解体形成的不规则形状粒子云的电磁散射建模，并提出了一种耦合动力学与电磁计算的综合方法。利用爆炸运动方程模拟了在重力和空气阻力共同作用下粒子的动态分布。采用三维凸包算法构建粒子云的几何形状；基于 K 均值聚类技术对粒子云进行划分以计算局部密度。使用广义瑞利 - 甘斯（GRG）近似来获取单个粒子的散射特性。为考虑云内的多次散射，在矢量辐射传输理论框架下采用了蒙特卡洛技术，这涉及对关键光子参数（入射点、自由程和散射角）进行统计采样，以估计全角度散射回波。此外，仿真表明粒子云的雷达散射截面与频率和粒子尺寸等因素呈正相关。该方法有效地用于分析具有复杂形状的粒子云的电磁散射特性。