(19)国家知识产权局 (12)发明 专利申请 (10)申请公布号 (43)申请公布日 (21)申请 号 202210858502.2 (22)申请日 2022.07.20 (71)申请人 中国舰船研究设计中心 地址 430064 湖北省武汉市武昌区张之洞 路268号 (72)发明人 吴楠　冀航　肖龙　伍茂松　 江云峰　 (74)专利代理 机构 湖北武汉 永嘉专利代理有限 公司 42102 专利代理师 胡建平　张宇 (51)Int.Cl. G06F 30/20(2020.01) G06F 119/02(2020.01) (54)发明名称 一种基于测算融合的金属-介质复合结构电 磁散射预测方法 (57)摘要 本发明公开了一种基于测算融合的金属 ‑介 质复合结构电磁散射预测方法， 属于电磁散射特 征技术领域， 采用反射系数对介质材料电磁特性 进行表征； 建立介质材料反射场和表 面反射系数 的关联， 利用基于反射场测试数据的反射系数替 代介质材料反射特性； 进行金属结构电磁建模； 进行雷达波入射下的表面直接反射和结构间互 耦散射分析； 将反射系数测试结果与光学计算进 行关联， 确定测算融合数据格式； 在雷达波每个 入射角度下， 把每个子孔径面线程分配给不同的 GPU节点进行并行计算。 基于测算融合思想， 将求 解归结为不同区域电磁散射场的矢量叠加， 通过 区域边界的关联处理， 实现测试和计算的协同运 用， 实现目标电磁散射特性预测的准确性和高效 性。 权利要求书2页 说明书10页 附图4页 CN 115238492 A 2022.10.25 CN 115238492 A 1.一种基于测算融合的金属 ‑介质复合结构电磁散射预测方法， 其特 征在于， 包括： (1)对于非均匀单层 介质或多层 介质， 采用反射系数对介质材 料电磁特性进行表征； (2)建立介质材料反射场和表面反射系数的关联， 利用基于反射场测试数据的反射系 数替代介质材 料反射特性； (3)针对多尺度结构进行电磁网格拟合的金属结构电磁建模， 并进行面元剖分； (4)基于等效电磁流机理， 进行 雷达波入射下的表面 直接反射和结构间互耦散射分析； (5)将反射系数测试结果与光学计算进行关联， 得到散射场， 并确定测算融合数据格 式； (6)在雷达波每个入射角度下， 将虚拟孔径面划分为多个子孔径面， 并把每个子孔径面 对应的线程分配给不同的GPU节点进行并行计算。 2.根据权利要求1所述的方法， 其特 征在于， 步骤(1)包括： 对于单层介质材料， 电磁波投射到介质0和介质1的表面发生反射， 介质0为空气， 介质1 是贴敷在金属平板上的介质材 料， 获取单层介质涂敷平板的TE波和TM波反射系数； 多层介质材料反射系数基于各层介质材料反射系数， 通过每层之间反射系数的递推， 来获得最上层的反射系数。 3.根据权利要求2所述的方法， 其特 征在于， 步骤(2)包括： 考虑各项 同性的均匀介质， 测试一组不同入射方向下的表面反射场， 对于每一个入射 方向， 根据反射场的幅度和相位获得相应反射方向的散射系 数， 并使用插值获取不同入射 方向下的反射系数。 4.根据权利要求3所述的方法， 其特 征在于， 步骤(3)包括： 对于任意复杂电磁结构的预处理， 基于多参量判断， 根据局域特殊性进行非均匀网格 划分； 对复杂曲率结构的网格处理， 基于网格特征区域划分、 曲面重构和非均匀网格处理， 根 据原始曲面边界点信息， 采用等参数线 结构控制点提取， 并基于多参量信息， 建立局域特殊 性变形网格处 理。 5.根据权利要求 4所述的方法， 其特 征在于， 步骤(4)包括： 由 进行雷达波入射下的表面直接反射和 结构间互耦散 射分析， 其中， 为表面反射总磁场， 为表面反射总电场， 为表面直接反 射磁场， 为表面直接反射电场， 为结构间互耦散射磁场， 为结构间互 耦散射电场。 6.根据权利要求5所述的方法， 其特 征在于， 步骤(5)包括：权　利　要　求　书 1/2 页 2 CN 115238492 A 2由 得到散射场， 其中， s1为闭合 曲面、 为散射波的矢径、 为s1曲面的外法向量、 为与入射平面垂直方向、 为入射波的 矢径、 r′为源点的矢径。 7.根据权利要求6所述的方法， 其特 征在于， 步骤(6)包括： 在雷达波每个入射角度下， 将虚拟孔径面划分为多个子孔径面， 并把每个子孔径面对 应的线程分配给不同的GPU节 点， 每个节 点计算本节 点的子孔径 面对应的散射场后， 记录其 计算时间， 并将所有的计算时间广播至每 个GPU节点； 对于第一个入射角度， 均匀划分孔径面， 而对于随后的入射角度都基于前一角度所记 录的计算时间来动态调整孔径面的划分以便 达到节点间的负载均衡。 8.根据权利要求7所述的方法， 其特征在于， 基于有两种策略相结合的方式实现基于 GPU集群的并行弹跳射线法， 第一种是将连续的角度对应的计算任务分配给各个GPU； 第二 种是在每 个入射角度下， 按照参与计算的GPU数量将虚拟孔径面划分为多个子孔径面。权　利　要　求　书 2/2 页 3 CN 115238492 A 3