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龙图腾网获悉西安理工大学申请的专利一种水下圆柱体金属小目标的电磁散射场计算方法获国家发明授权专利权，本发明授权专利权由国家知识产权局授予，授权公告号为：CN120372138B 。

龙图腾网通过国家知识产权局官网在2025-11-04发布的发明授权授权公告中获悉：该发明授权的专利申请号/专利号为：202510312705.5，技术领域涉及：G06F17/12；该发明授权一种水下圆柱体金属小目标的电磁散射场计算方法是由高翔;王晓帅;王金洪;贾朵薇设计研发完成，并于2025-03-17向国家知识产权局提交的专利申请。

本一种水下圆柱体金属小目标的电磁散射场计算方法在说明书摘要公布了：针对水下目标的探测和识别问题，本发明公开了一种水下圆柱体金属小目标的电磁散射场计算方法，包括步骤1：对待探测的水下圆柱体金属小目标进行几何和物理建模，进行数值离散化预处理，计算几何和物理模型网络节点的信息，构建水下圆柱体金属小目标的网格模型；步骤2：利用改进的矩量法计算网格模型的电磁散射场，得到不同场景下水下圆柱体金属小目标的电磁散射场曲线；步骤3：利用等价表面电流法计算网格模型的电磁散射场，得到不同场景下水下圆柱体金属小目标的电磁散射场曲线；步骤4：比较以上两个步骤中的电磁散射场曲线，验证两者曲线形状、幅度在误差允许范围内基本一致，根据目标的作用距离、交会态势，实现水下金属小目标探测和识别。

本发明授权一种水下圆柱体金属小目标的电磁散射场计算方法在权利要求书中公布了：1.一种水下圆柱体金属小目标的电磁散射场计算方法，其特征在于，包括以下步骤： 步骤1：对待探测的水下圆柱体金属小目标进行几何和物理建模，并进行数值离散化预处理，计算几何和物理模型网络节点的信息，构建水下圆柱体金属小目标的网格模型； 步骤2：利用改进的矩量法计算所述网格模型的电磁散射场，得到不同场景下水下圆柱体金属小目标的电磁散射场曲线； 步骤3：利用等价表面电流法计算所述网格模型的电磁散射场，得到不同场景下水下圆柱体金属小目标的电磁散射场曲线； 步骤4：比较步骤2和步骤3中的电磁散射场曲线，验证两者曲线形状、幅度在误差允许范围内是否基本一致，根据待探测目标在不同作用距离和交会态势下的电磁散射场曲线，实现水下圆柱体金属小目标的探测和识别； 步骤2的具体步骤包括： 步骤2.1：利用RWG基函数，将目标表面S的电流密度Jr为： 其中，N是内部边的数量，In是与第n条边相关联的电流系数，fn是定义在与第n条边相关联的相邻三角形上的向量基函数，且fn为： 式中，ln为第n对相邻三角形和的公共边，是三角形的表面积，是三角形的表面积，矢量从的顶点出发，到面元，矢量从面元的任意一点指向端点，这两个矢量可以用来模拟电流在面元上流向方向； 步骤2.2：根据电流连续性定理得到电流连续性条件： 其中，ω是角频率，r′是源点位置的坐标，是对源点坐标r'的散度算子、i是虚数单位、ρs是源电荷密度，表示位于源点r'处的电荷密度分布； 步骤2.3：根据边界条件以及面等效原理建立目标的表面电场积分方程： 其中，ηb是自由空间中的波阻抗，是自由空间的波数， 步骤2.4：定义矩阵和 式中，εr为相对介电常数，μr为相对电导率；矩阵V，S和P都具有对称性；下标m和n分别表示不同的基函数序号，对应不同的三角形Tm和Tn； 步骤2.5：利用基函数fn对电场积分方程进行离散，得到： 式中，η0为自由空间波阻抗，k0为自由空间波数，J表示目标表面S的电流密度向量，b是已知向量，i是虚数单位； 上式中的S为： S＝DTPD 式中，D表示散度算子； 步骤2.6：再利用基函数fn对电流连续性条件进行离散，得到： D·J＝ik0c0ρ 式中，c0表示真空中的光速，ρ表示电荷密度； 步骤2.7：将步骤2.5-步骤2.6中的公式联立，得到增广型电场积分方程组： 其中，为阻抗矩阵； 步骤2.8：根据步骤2.7得到的增广型电场积分方程组得到电磁散射场曲线； 步骤3的具体步骤包括： 步骤3.1：通过下式计算半径为a的圆柱体表面的等价表面电流： 其中，和Hz分别表示圆柱表面的磁场强度切向分量；jz分别表示z和圆柱体表面的一次场的等价表面电流； 步骤3.2：由于矢量电势A与电流密度矢量同轴，在次级场坐标为p2,z2的观察点，得到矢量A的三个分量： 其中，μa表示磁导率，ds表示圆柱体表面单元面积； 圆柱体表面至次级场接收点的距离R2为： 步骤3.3：按接收点坐标完成旋度的运算之后，得到次级场磁场强度矢量的分量： 其中，Hr2、Hz2分别为次级场磁场强度矢量r、z方向分量； 步骤3.4：计算圆柱体表面初级场磁场强度分量； 步骤3.5：基于圆柱体表面初级场磁场强度分量，得到发射天线轴向偶极子在圆柱表面产生初级场的三个分量： 步骤3.6：通过下式计算圆柱体表面的初级场磁场强度矢量分量在柱坐标系下的分量： 其中，R12＝x2+y2+z2表示发射偶极子至圆柱体表面ds的距离；z＝z-z1，x1，y1，z1表示发射偶极子的坐标； 步骤3.7：根据下式将圆柱体目标反射的次级电磁场强度矢量分量转换为直角坐标系下的分量： 其中，x2,y2,z2表示接收天线坐标；圆柱体表面至观察点距离R2为： 步骤3.8：根据直角坐标系下的分量计算得到的圆柱体金属目标的电磁散射场。

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