2010年10月第37卷第5期西安电子科技大学学报(自然科学版)JOURNALOFXIDIANUNIVERSITYOct.2010Vol.37No.5doi:10.3969/j.issn.10012400.2010.05.021适用于裁剪NURBS曲面RCS预估的改进的物理光学法关莹,龚书喜,徐云学,张帅,姜710071)文(西安电子科技大学天线与微波技术重点实验室,陕西西安摘要:分析了驻相法(SPM)计算裁剪非均匀有理B样条(NURBS)曲面上物理光学积分失效的原因;在此基础上综合驻相法和Gordon算法的优点,提出了SPMGordon算法来准确快速计算裁剪NURBS曲面上的物理光学积分.与完全采用高斯积分计算裁剪曲面上物理光学积分的传统方法相比,新算法避免了繁琐耗时的数值积分,计算速度快,所需内存少.数值结果表明,当裁剪曲面被裁去区域与有效域面积之比小于05时,在同等精度下,对于采用裁剪曲面建模的大多数目标,SPMGordon算法计算RCS所需的时间仅仅为传统方法的10%以下.关键词:裁剪NURBS曲面;电磁散射;物理光学积分;SPMGordon算法;雷达截面中图分类号:O441文献标识码:A文章编号:10012400(2010)05089305ImprovedPOtechniquefortheRCScomputationoftargetsmodeledwithtrimmedNURBSsurfacesGUANYing,GONGShuxi,XUYunxue,ZHANGShuai,JIANGWen(KeyLab.ofAntennasandMicrowaveTechnology,XidianUniv.,Xian710071,China)Abstract:Theinvalidityofthestationaryphasemethod(SPM)intheevaluationofthePOintegralovertrimmedsurfacesisanalyzedtheoretically,onthebasisofwhichtheSPMGordonalgorithmispresentedtoevaluatethePOintegralovertrimmedsurfacesaccuratelyandeffectively.Comparedwiththeconventionalmethodinwhichnumericalintegrationsareutilized,thisnewalgorithmsuccessfullyavoidsthecomplexandtimeconsumingnumericalintegrationsandreleasestheheavyburdenontheCPU.Numericalresultsindicatethatwhentheareaofthetrimregionislessthanhalfofthatoftheeffectiveregion,thetimeconsumedbytheSPMGordonmethodisnomorethan10percentthatbytheconventionalmethodinmostcases.KeyWords:trimmedNURBSsurfaces;electromagneticscattering;algorithm;RCSPOintegral;SPMGordon随着计算机辅助几何设计(CAGD)的发展,基于非均匀有理B样条(NURBS)曲面建模的复杂目标的RCS计算研究受到越来越广泛的关注,其中一种行之有效的计算方法就是物理光学法(PO)[14].当目标的电尺寸很大时,采用物理光学法计算基于NURBS曲面建模目标的RCS,所需内存少,计算速度快.当NURBS曲面出现面面相交的情况或者在NURBS曲面上存在孔洞时,该NURBS曲面就成为裁剪NURBS曲面.然而,由于裁剪NURBS曲面的结构比较复杂,已往的文献很少涉及到其RCS计算,几乎所有的PO程序代码都要求处理的NURBS曲面必须是非裁剪的.通过对目标模型的重建改造虽然能够除去裁剪部分,但其耗时甚至可能超过目标RCS计算本身所需的时间[5].因此,寻求一种计算裁剪NURBS曲面RCS的快速高效的方法就显得格外重要.文献[6]虽然涉及到裁剪NURBS曲面在RCS计算中的应用,但它仍然采用普通NURBS曲面建模,而收稿日期:20091020基金项目:国家自然科学基金资助(60801042)作者简介:关莹(1984),女,西安电子科技大学博士研究生,Email:guanying_wanwan@163.com.894西安电子科技大学学报(自然科学版)