用于舰船隐身性能优化的方法及装置

摘要

本申请涉及舰船设计技术领域，公开一种用于舰船隐身性能优化的方法，包括：仿真计算舰船各部件的雷达散射截面RCS；根据仿真计算结果，分配各部件的隐身性能指标；调整部分或全部部件的隐身性能，直至每一部件满足其隐身性能指标。该方法能够根据预设仿真编码控制方案下的各独立部件，分析舰船各独立部件的雷达散射特性，通过将舰船整体隐身性能预设指标细化到每个独立部件，并对每个独立部件进行隐身性能优化，从而系统地优化舰船及舰船表面各外露设备的隐身性能。本申请还公开了一种用于舰船隐身性能优化的装置。

说明书

技术领域

本申请涉及舰船设计技术领域，例如涉及一种用于舰船隐身性能优化的方法和装置。

背景技术

目前，水面舰船是一个集成众多功能的复杂平台，在舰船雷达波隐身设计中，现阶段，通过以满足水面舰船功能发挥为主要目的，兼容开展雷达波隐身设计，因此，在完成舰船的舰面布置后通常需要进行全舰的雷达波隐身性能优化。舰船表面具有外形较为规则的导体结构特征，又具有复杂的局部精细结构特征，不同结构间的关联关系给全舰隐身设计带来了较大困难。

在实现本公开实施例的过程中，发现相关技术中至少存在如下问题：

目前尚未有一种可以系统性开展舰船及舰船表面各外露设备的隐身性能优化的方法。

发明内容

为了对披露的实施例的一些方面有基本的理解，下面给出了简单的概括。所述概括不是泛泛评述，也不是要确定关键/重要组成元素或描绘这些实施例的保护范围，而是作为后面的详细说明的序言。

本公开实施例提供了一种用于舰船隐身性能优化的方法及装置，以系统性优化舰船及舰船表面各外露设备的隐身性能。

在一些实施例中，所述方法包括：

仿真计算舰船各部件的雷达散射截面RCS；根据仿真计算结果，分配各部件的隐身性能指标；调整部分或全部部件的隐身性能，直至每一部件满足其隐身性能指标。

在一些实施例中，所述装置包括：处理器和存储有程序指令的存储器，其特征在于，所述处理器被配置为在运行所述程序指令时，执行用于舰船隐身性能优化的方法

本公开实施例提供的用于舰船隐身性能优化的方法和用于舰船隐身性能优化的装置，可以实现以下技术效果：

该方法能够根据预设仿真编码控制方案下的各独立部件，分析舰船各独立部件的雷达散射特性，通过将舰船整体隐身性能预设指标细化到每个独立部件，并对每个独立部件进行隐身性能优化，从而系统地优化舰船及舰船表面各外露设备的隐身性能。

以上的总体描述和下文中的描述仅是示例性和解释性的，不用于限制本申请。

附图说明

一个或多个实施例通过与之对应的附图进行示例性说明，这些示例性说明和附图并不构成对实施例的限定，附图中具有相同参考数字标号的元件示为类似的元件，附图不构成比例限制，并且其中：

图1是本公开实施例提供的一个用于舰船隐身性能优化的方法的示意图；

图2是本公开实施例提供的一个舰船各部件目标特性仿真编码控制表的示意图；

图3是本公开实施例提供的一个根据仿真计算结果，分配各部件的隐身性能指标的方法的示意图；

图4是本公开实施例提供的一个调整贡献度大于阈值的各部件的RCS，计算与部件相对应的隐身性能指标的方法的示意图；

图5是本公开实施例提供的一个对各部件的RCS进行再次调整，直至再次调整后与未进行再次调整的各部件的RCS之和小于或等于舰船整体的隐身性能指标要求的方法的示意图；

图6是本公开实施例提供的一个调整部分或全部部件的隐身性能，直至每一部件满足其隐身性能指标的方法的示意图；

图7是本公开实施例提供的另一个用于舰船隐身性能优化的装置的结构框图。

具体实施方式

为了能够更加详尽地了解本公开实施例的特点与技术内容，下面结合附图对本公开实施例的实现进行详细阐述，所附附图仅供参考说明之用，并非用来限定本公开实施例。在以下的技术描述中，为方便解释起见，通过多个细节以提供对所披露实施例的充分理解。然而，在没有这些细节的情况下，一个或多个实施例仍然可以实施。在其它情况下，为简化附图，熟知的结构和装置可以简化展示。

本公开实施例的说明书和权利要求书及上述附图中的术语“第一”、“第二”等是用于区别类似的对象，而不必用于描述特定的顺序或先后次序。应该理解这样使用的数据在适当情况下可以互换，以便这里描述的本公开实施例的实施例。此外，术语“包括”和“具有”以及他们的任何变形，意图在于覆盖不排他的包含。

除非另有说明，术语“多个”表示两个或两个以上。

本公开实施例中，字符“/”表示前后对象是一种“或”的关系。例如，A/B表示：A或B。

术语“和/或”是一种描述对象的关联关系，表示可以存在三种关系。例如，A和/或B，表示：A或B，或，A和B这三种关系。

目前，水面舰船是一个集成众多功能的复杂平台，在舰船雷达波隐身设计中，现阶段，通过以满足水面舰船功能发挥为主要目的，兼容开展雷达波隐身设计，因此，在完成舰船的舰面布置后通常需要进行全舰的雷达波隐身性能优化。舰船表面具有外形较为规则的导体结构特征，又具有复杂的局部精细结构特征，不同结构间的关联关系给全舰隐身设计带来了较大困难。

目前尚未有一种可以系统性开展舰船及舰船表面各外露设备的隐身性能优化的方法。本方案克服现有技术不足，提供了一种用于舰船隐身性能优化的方法。

结合图1所示，本公开实施例提供一种用于舰船隐身性能优化的方法，包括：

S01，仿真计算舰船各部件的雷达散射截面RCS。

S02，根据仿真计算结果，分配各部件的隐身性能指标。

S03，调整部分或全部部件的隐身性能，直至每一部件满足其隐身性能指标。

这里，通过配置各部件的目标特性仿真编码控制表获得舰船各部件的RCS值。根据仿真计算结果与预设舰船整体隐身性能指标，计算并分配与各部件相对应的隐身性能指标。判断各部件是否满足自身隐身性能指标，对不满足的部件的隐身性能进行一次或多次调整，直至每一部件满足其隐身性能指标。

采用本公开实施例提供的用于舰船隐身性能优化的方法，能够根据预设仿真编码控制方案下的各独立部件，分析舰船各独立部件的雷达散射特性，通过将舰船整体隐身性能预设指标细化到每个独立部件，并对每个独立部件进行隐身性能优化，从而系统地优化舰船及舰船表面各外露设备的隐身性能。

可选地，仿真计算舰船各部件的雷达散射截面RCS包括配置舰船各部件目标特性仿真编码控制表；根据所述仿真编码控制表，获得各部件RCS。

可选地，配置舰船各部件目标特性仿真编码控制表包括以各部件的应用材料特性及雷达波传导介质为依据的仿真编码控制表，结合图2所示，本公开实施例提供一个舰船各部件目标特性仿真编码控制表的示意图，其中，0表示空气介质，1表示理想金属介质，2表示理想吸收体介质，3表示特定吸波材料介质。

这里，图2中数据的设置为考虑舰船表面各部件间遮挡关系的仿真编码控制表，将待计算部件设置为理想金属介质，与待计算部件存在遮挡关系的部件设置为理想吸收体介质，与待计算部件不存在遮挡关系的部件设置为空气介质，在与待计算部件存在遮挡关系的部件为特定吸波材料的情况下，将该部件设置为特定吸波材料介质。

可选地，根据所述仿真编码控制表，获得各部件RCS包括根据仿真编码控制表，依据物理光学电磁仿真方法获得各部件RCS。

这里，根据仿真编码控制表，依据物理光学电磁仿真方法计算各部件在水平入射俯仰角0～10度，方位角0～10度，水平、垂直极化的不同状态下的RCS，计算其均值得到与各部件相对应的RCS。

可选地，如图3所示，根据仿真计算结果，分配各部件的隐身性能指标包括步骤S11根据各部件RCS与舰船整体的隐身性能指标，计算各部件对舰船的RCS贡献度；步骤S12根据各部件对舰船的RCS贡献度，分配与部件相对应的隐身性能指标。通过仿真计算获得各部件的RCS值及预设舰船整体的隐身性能指标，计算各部件对舰船的RCS贡献度。并根据该贡献度实现由舰船整体到各部件的隐身性能指标的分配。部件对舰船的RCS贡献度的值代表这该部件对整体舰船RCS值的影响比重，贡献度越大表示该部件在舰船隐身性能优化中所占的比重越高。

可选地，根据各部件RCS与舰船整体的隐身性能指标，计算各部件对舰船的RCS贡献度包括根据各部件RCS与预设的舰船整体隐身性能指标计算各部件对舰船的RCS贡献度。

这里，计算各部件对舰船的RCS贡献度，可通过如下算式表示：

其中，α

可选地，根据各部件对舰船的RCS贡献度，分配与部件相对应的隐身性能指标包括调整贡献度大于阈值的各部件的RCS，计算与部件相对应的隐身性能指标。

这里，贡献度的阈值可以是100％、80％、70％或其他数值，通常设定阈值为100％。对贡献度大于阈值的各部件的RCS进行调整，将小于或者等于贡献度阈值的各部件的RCS作为与部件相对应的隐身性能指标。

进一步地，如图4所示，调整贡献度大于阈值的各部件的RCS，计算与部件相对应的隐身性能指标。包括步骤S21对贡献度大于阈值的各部件RCS进行调整；步骤S22判断调整后与未进行调整的各部件RCS之和是否大于舰船整体的隐身性能指标要求；步骤S23在调整后与未进行调整的各部件的RCS之和大于舰船整体的隐身性能指标要求的情况下，对各部件的RCS进行再次调整，直至再次调整后与未进行再次调整的各部件的RCS之和小于或等于舰船整体的隐身性能指标要求。通过实际生产规则设置阈值，可以有效的划分对舰船整体隐身性能优化中权重占比较高的部件，通过多次调整确定与各部件相对应的隐身性能指标，并以此作为各部件在后续隐身性能优化中应满足的条件。

可选地，对贡献度大于阈值的各部件RCS进行调整包括降低贡献度大于阈值的各部件的RCS值。

这里，降低贡献度大于阈值的各部件的RCS值可以是降低10db、3db或其他数值，通常降低10db，即，将贡献度大于阈值的各部件RCS缩减至十分之一。

可选地，在调整后与未进行调整的各部件的RCS之和大于舰船整体的隐身性能指标要求的情况下，对各部件的RCS进行再次调整，直至再次调整后与未进行再次调整的各部件的RCS之和小于或等于舰船整体的隐身性能指标要求。包括在调整后与未进行调整的各部件的RCS之和大于舰船整体的隐身性能指标要求的情况下，一次或多次对各部件的RCS进行再次调整，直至再次调整后与未进行再次调整的各部件的RCS之和小于或等于舰船整体的隐身性能指标要求。

这里，一次或多次对各部件的RCS进行再次调整，可以是一次或多次降低各部件的RCS值。

可选地，如图5所示，一次或多次对各部件的RCS进行再次调整，直至再次调整后与未进行再次调整的各部件的RCS之和小于或等于舰船整体的隐身性能指标要求包括步骤S31选取RCS值为第一范围量的各部件；步骤S32再次调整选取部件RCS值；步骤S33判断再次调整后与未进行再次调整的各部件的RCS之和是否小于或等于舰船整体的隐身性能指标要求。

这里，选取RCS值为第一范围量的各部件可以是选取各部件RCS值为所有部件前70％、50％或其他数值的部件，通常选取第一范围量为各部件RCS值为所有部件前50％的部件。

可选地，再次调整选取部件RCS值包括降低选取部件RCS值。

这里，降低选取部件RCS值可以降低10db、3db或其他数值，通常降低3db，即，将选取部件的RCS缩减至二分之一。

可选地，判断再次调整后与未进行再次调整的各部件的RCS之和是否小于或等于舰船整体的隐身性能指标要求包括在再次调整后与未进行再次调整的各部件的RCS之和大于舰船整体的隐身性能指标要求的情况下，重复选取、再次调整、判断过程。在再次调整后与未进行再次调整的各部件的RCS之和小于或等于舰船整体的隐身性能指标要求的情况下，各部件的RCS作为与各部件相对应的隐身性能指标。

可选地，如图6所示，调整部分或全部部件的隐身性能，直至每一部件满足其隐身性能指标包括步骤S41判断各部件是否满足隐身性能指标要求；步骤S42对不满隐身性能指标要求的部件开展隐身性能的调整，直至所有部件满足与其相对应的隐身性能指标。通过判断各部件是否满足与自身相对应的隐身性能指标要求，选取不满足的部件并对其开展隐身性能的调整，从而实现对每个独立部件的隐身性能优化。

这里，在各部件的RCS小于或等于隐身性能指标要求的情况下，视作该部件满足与其对应的隐身性能指标要求。

可选的，对不满隐身性能指标要求的部件开展隐身性能的调整，直至所有部件满足与其相对应的隐身性能指标包括对不满隐身性能指标要求的部件开展一次或多次针对外形调整，直至所有部件满足与其相对应的隐身性能指标；和/或对不满隐身性能指标要求的部件开展一次或多次针对隐身材料的调整，直至所有部件满足与其相对应的隐身性能指标。

这里，对不满隐身性能指标要求的部件开展一次或多次针对外形调整可以是通过调整不满足隐身性能指标要求的部件的设立角度，使得任意两个外立面的夹角不等于90±10度，同时使外立面与水平面的夹角不等于90±10度，从而实现外形隐身的优化。对不满隐身性能指标要求的部件开展一次或多次针对隐身材料的调整可以是通过对不满足隐身性能指标要求的部件涂覆雷达吸波材料和/或在腔体结构开口处安装屏蔽材料，从而实现隐身材料的优化。其中，吸波材料吸波率优于-10db，屏蔽效率优于-20db。

可选地，该用于舰船隐身性能优化的方法在调整部分或全部部件的隐身性能，直至每一部件满足其隐身性能指标之后还包括通过用于确定强散射源的方法，确定强散射源的位置及形状；对强散射源涂覆吸波材料，直至舰船RCS满足舰船整体隐身性能指标；其中，强散射源为处于特定位置及具有特定形状的一个或多个部件。

这里，在舰船隐身性能优化后为了避免因各部件间的耦合关系导致的RCS不满足舰船整体隐身性能指标，通过用于确定强散射源的方法，对强散射源涂覆雷达吸波材料，直至舰船RCS满足舰船整体隐身性能指标。

进一步地，用于确定强散射源的方法，包括根据舰船的三维坐标集的投影，获得所述舰船的二维投影坐标集；获取当前角度下舰船的平面热点数据集，与所属二维投影坐标集进行对准，获得对准数据集；根据所述对准数据集与三维坐标集的映射关系，获得映射关系数据集；设定强散射源的提取条件，并根据所述提取条件在所述映射关系数据集中进行舰船三维坐标提取；根据提取的舰船三维坐标，确定舰船强散射结构的空间位置。

这里，映射关系是根据三维坐标集是通过与二位投影坐标集的对应关系建立的，提取条件是热点数据量值中大于0且数据最大的10％，将舰船三维网格坐标进行平面投影得到舰船二维网格坐标，通过舰船二维网格坐标与当前角度下舰船平面热点数据进行对准，建立三维网格坐标与平面热点数据映射关系，进而根据热点数据的量值大小快速提取舰船三维强散射结构几何形状及空间位置。

结合图3所示，本公开实施例提供一种用于舰船隐身性能优化的装置，包括处理器(processor)100和存储器(memory)101。可选地，该装置还可以包括通信接口(Communication Interface)102和总线103。其中，处理器100、通信接口102、存储器101可以通过总线103完成相互间的通信。通信接口102可以用于信息传输。处理器100可以调用存储器101中的逻辑指令，以执行上述实施例的用于舰船隐身性能优化的方法。

此外，上述的存储器101中的逻辑指令可以通过软件功能单元的形式实现并作为独立的产品销售或使用时，可以存储在一个计算机可读取存储介质中。

存储器101作为一种计算机可读存储介质，可用于存储软件程序、计算机可执行程序，如本公开实施例中的方法对应的程序指令/模块。处理器100通过运行存储在存储器101中的程序指令/模块，从而执行功能应用以及数据处理，即实现上述实施例中用于舰船隐身性能优化的方法。

存储器101可包括存储程序区和存储数据区，其中，存储程序区可存储操作系统、至少一个功能所需的应用程序；存储数据区可存储根据终端设备的使用所创建的数据等。此外，存储器101可以包括高速随机存取存储器，还可以包括非易失性存储器。

本公开实施例提供了一种计算机，包含上述的用于舰船隐身性能优化的装置。

本公开实施例提供了一种计算机可读存储介质，存储有计算机可执行指令，所述计算机可执行指令设置为执行上述用于舰船隐身性能优化的方法。

本公开实施例提供了一种计算机程序产品，所述计算机程序产品包括存储在计算机可读存储介质上的计算机程序，所述计算机程序包括程序指令，当所述程序指令被计算机执行时，使所述计算机执行上述用于舰船隐身性能优化的方法。

上述的计算机可读存储介质可以是暂态计算机可读存储介质，也可以是非暂态计算机可读存储介质。

本公开实施例的技术方案可以以软件产品的形式体现出来，该计算机软件产品存储在一个存储介质中，包括一个或多个指令用以使得一台计算机设备(可以是个人计算机，服务器，或者网络设备等)执行本公开实施例所述方法的全部或部分步骤。而前述的存储介质可以是非暂态存储介质，包括：U盘、移动硬盘、只读存储器(ROM，Read-Only Memory)、随机存取存储器(RAM，Random Access Memory)、磁碟或者光盘等多种可以存储程序代码的介质，也可以是暂态存储介质。

以上描述和附图充分地示出了本公开的实施例，以使本领域的技术人员能够实践它们。其他实施例可以包括结构的、逻辑的、电气的、过程的以及其他的改变。实施例仅代表可能的变化。除非明确要求，否则单独的部件和功能是可选的，并且操作的顺序可以变化。一些实施例的部分和特征可以被包括在或替换其他实施例的部分和特征。而且，本申请中使用的用词仅用于描述实施例并且不用于限制权利要求。如在实施例以及权利要求的描述中使用的，除非上下文清楚地表明，否则单数形式的“一个”(a)、“一个”(an)和“所述”(the)旨在同样包括复数形式。类似地，如在本申请中所使用的术语“和/或”是指包含一个或一个以上相关联的列出的任何以及所有可能的组合。另外，当用于本申请中时，术语“包括”(comprise)及其变型“包括”(comprises)和/或包括(comprising)等指陈述的特征、整体、步骤、操作、元素，和/或组件的存在，但不排除一个或一个以上其它特征、整体、步骤、操作、元素、组件和/或这些的分组的存在或添加。在没有更多限制的情况下，由语句“包括一个…”限定的要素，并不排除在包括所述要素的过程、方法或者设备中还存在另外的相同要素。本文中，每个实施例重点说明的可以是与其他实施例的不同之处，各个实施例之间相同相似部分可以互相参见。对于实施例公开的方法、产品等而言，如果其与实施例公开的方法部分相对应，那么相关之处可以参见方法部分的描述。

本领域技术人员可以意识到，结合本文中所公开的实施例描述的各示例的单元及算法步骤，能够以电子硬件、或者计算机软件和电子硬件的结合来实现。这些功能究竟以硬件还是软件方式来执行，可以取决于技术方案的特定应用和设计约束条件。所述技术人员可以对每个特定的应用来使用不同方法以实现所描述的功能，但是这种实现不应认为超出本公开实施例的范围。所述技术人员可以清楚地了解到，为描述的方便和简洁，上述描述的系统、装置和单元的具体工作过程，可以参考前述方法实施例中的对应过程，在此不再赘述。

本文所披露的实施例中，所揭露的方法、产品(包括但不限于装置、设备等)，可以通过其它的方式实现。例如，以上所描述的装置实施例仅仅是示意性的，例如，所述单元的划分，可以仅仅为一种逻辑功能划分，实际实现时可以有另外的划分方式，例如多个单元或组件可以结合或者可以集成到另一个系统，或一些特征可以忽略，或不执行。另外，所显示或讨论的相互之间的耦合或直接耦合或通信连接可以是通过一些接口，装置或单元的间接耦合或通信连接，可以是电性，机械或其它的形式。所述作为分离部件说明的单元可以是或者也可以不是物理上分开的，作为单元显示的部件可以是或者也可以不是物理单元，即可以位于一个地方，或者也可以分布到多个网络单元上。可以根据实际的需要选择其中的部分或者全部单元来实现本实施例。另外，在本公开实施例中的各功能单元可以集成在一个处理单元中，也可以是各个单元单独物理存在，也可以两个或两个以上单元集成在一个单元中。

附图中的流程图和框图显示了根据本公开实施例的系统、方法和计算机程序产品的可能实现的体系架构、功能和操作。在这点上，流程图或框图中的每个方框可以代表一个模块、程序段或代码的一部分，所述模块、程序段或代码的一部分包含一个或多个用于实现规定的逻辑功能的可执行指令。在有些作为替换的实现中，方框中所标注的功能也可以以不同于附图中所标注的顺序发生。例如，两个连续的方框实际上可以基本并行地执行，它们有时也可以按相反的顺序执行，这可以依所涉及的功能而定。在附图中的流程图和框图所对应的描述中，不同的方框所对应的操作或步骤也可以以不同于描述中所披露的顺序发生，有时不同的操作或步骤之间不存在特定的顺序。例如，两个连续的操作或步骤实际上可以基本并行地执行，它们有时也可以按相反的顺序执行，这可以依所涉及的功能而定。框图和/或流程图中的每个方框、以及框图和/或流程图中的方框的组合，可以用执行规定的功能或动作的专用的基于硬件的系统来实现，或者可以用专用硬件与计算机指令的组合来实现。