一、 概述
       目标与环境电磁散射特性是军事信息中最重要、最基本的资 源之一, 随着隐身和反隐身技术的发展，对目标雷达散射截面(RCS)的计算提出了越来越高的要求。雷达散射截面(RCS)的精确预估对于建立目标识别数据库、飞行器隐身反隐身技术研究具有重要意义，而通过建模技术对目标进行电磁散射仿真计算是获取这种特性的一种重要手段。
       目前市场上虽然已经有了几款计算RCS方面的软件，它们的计算方法一般是物理光学法、物理绕射理论和矩量法，用它们计算RCS值较高的非隐身常规飞机和导弹确实有一定的可信度，但是对于隐身飞机来说，RCS数量级要低的多，其计算能力和精度就不理想，甚至不能计算。另外，这些软件在网格剖分、快速计算等方面存在着种种问题，尤其是对于电大尺寸目标问题，很难找到计算精度和计算效率都比较高的产品。目前的RCS计算软件主要的瓶颈问题在于：
       1，前处理技术比较落后，对于飞机复杂模型的修复和网格的划分非常麻烦，耗时极长。首先是从CATIA V5 导入飞机模型的时候，特别是整机几何模型，在目前的仿真软件如FEKO等，会丢失很多几何要素，需要重新修复，这就需要耗费大量的时间和人力。在网格划分环节，需要花大量的人工时间，而且经常存在剖分不了网格的情况，如局部缝隙，尖角，网格的局部细化也特别麻烦。前处理的方便程度和精确性，对RCS的计算求解的快速和准确性具有极大的影响。
       2，目前的求解算法和并行计算技术有待提高。 由于以前的软件受到计算硬件资源和软件架构的影响，往往采用一些近似的算法，如PO，PTD,GTD等，这些算法结果就是精度不高。还有一些混合算法，可以兼顾精度和速度，但是很多混合算法又不能用于并行求解。所以，目前的现有的一些RCS软件，在精度和速度都存在一定问题。
       3，现有的RCS计算软件工具都缺乏知识积累和重用性。目前主机所等单位研发型号任务非常繁重，在一般的仿真软件，计算完一次之后，以后用更改新的模型。模型又要重新导入和修复，网格又要重新的花大量时间划分。不能提供重新使用这种类似于知识模板的功能，需要工程师一次又一次花上大量的无谓的重复工作量。
4，客户化定制功能。目前的软件大部分都是通用的电磁分析软件，既可以用来做天线等器件性能分析，也用作RCS计算，而专业的RCS计算需要非常特别的一些技术。
二、 SIMRCS 电大尺寸RCS计算分析软件介绍
       SIMRCS是美国Simlab Corporation公司开发的面向航空飞行器的隐身分析软件。SIMRCS软件系统主要特点是：
       独有的面向航空飞行器的电磁网格剖分处理技术，特有基于飞行器特征进行网格划分的模式；
        从CATIA V5导入模型后，不需要几何清理，就能生成高质量的进行RCS分析所需要的网格；
        飞行器外形几何发生改变时，不需要在CATIA模型修改，而是可以直接修改网格，可以进行高效的计算优化；
避免了几何外形更改之后，又需要几何清理和重新划分网格的重复工作。
 快速高效求解核心采用基于电磁场积分方程的快速多极子（MLFMA）和预条件快速多极子方法（MLFMA-DILU），其中MLFMA-DILU可以极大地减少计算中的内存需求和计算时间，而且该求解器可以进行多机并行计算。流程捕捉和知识重用，SIMRCS支持流程捕捉的功能，可以把分析的流程都捕捉下来，包括网格处理，参数设定，设定边界和加载等等。形成模板化，当有新的分析任务的时候，可以重复使用设定好的分析模板，快速进行RCS分析，大量降低飞机主机所研发人员的劳动力时间。
        高效的并行计算；
        可以免费集成客户自主的软件和算法 。
三、 SIMRCS软件的特点
       SIMRCS 是一款完全可客户化定制的电大尺寸目标雷达散射截面的电磁仿真软件。目前信号特征分析和管理正变得越来越重要；降低飞行器平台信号特征能够最小化飞机的弱点，从而提高飞机生存能力和人员安全性。
       SIMRCS的开发基于飞行器公司对于RCS计算的要求，要求RCS计算模型更细致和复杂，计算要求更精确，计算规模更大，型号研制周期越来越短。
       SIMRCS能覆盖一个RCS项目的整体生命周期，覆盖飞机各个部位。提供用户友好并且高度逻辑性的图形用户接口（GUI）布局，其突破性的网格处理技术可以是电磁专业人员轻松的修改优化飞机的几何和配置，同时SIMRCS具备流程捕捉的功能，所有的操作过程可以被记录重用，实现知识工程的管理。
 飞机RCS计算范围

 SIMRCS软件的RCS计算,优化和模板重用流程

一）独特的模型处理和网格处理技术
SIMRCS支持直接输入多种格式的CAD几何模型：CATIA V5, Pro/Engineer, UG-NX，Solidworks,Autocad等等；
        支持CATIA V5双向接口；
       支持IGES,STEP,Parasolid,STL等中间格式接口；
       支持来自结构和气动的各种分析网格模型,包括NASTRAN, Hypermesh, Patran ,ANSYS, Fluent等等；
        可以支持扫描数据,点云数据,逆向工程传来的数据等等

2，独特网格处理技术。SIMRCS采用的是基于飞机几何特征模型的参数化网格建模技术。确保用户可以对复杂目标也可以进行快速而准确的建模。另外，SIMRCS前处理器可以将仿真建模流程捕捉下来，形成模板，实现任务自动化，降低出错机率，大大减少了以往在手动创建有限元模型和结果查看上耗费的时间，
        自动抓取准确的飞行器几何模型表征；
        快速建立可参数化的仿真分析网格，支持直接改动网格获得新的分析模型。
        多种不同网格检测手段保证了高质量的网格分析模型
        基于CATIA V5模型特征快速分辨相关几何模型
        DOE参数的可用性
       本软件提供所有常见的网格处理功能：
        1D和2D单元的生成
        使用三角形或四边形单元的面单元生成
        使用四面体或六面体的体单元生成

二）高效的电磁场求解器
       SIMRCS求解核心采用基于电磁场积分方程的快速多极子（MLFMA）和预条件快速多极子方法（MLFMA-DILU），其中MLFMA-DILU可以极大地减少计算中的内存需求和计算时间，而且该求解器可以支持共享式和分布式的集群计算。预条件快速多极子方法的原理是在方程离散化之后，近场矩阵由相邻盒子相互作用并呈矩阵子块状分布，其结构特征和几何特性存在明显的对应关系，可以根据其特点构造预条件矩阵，进而进行求解。

算例（1）
       带有3个尾翼类似导弹的完纯导体结构，直径为14λ, 长度为75λ, RWG数目为1125615，MLFMA的层数9：


与传统的多层快速多极子算法相比，迭代次数减少了63.83％，迭代时间减少了46.81％。
算例（2）
       飞机长度为14.57米，翼展为8.42米，高度3.58米。频率为0.4GHz，1GHz平面波分别迎头入射，极化方向垂直机翼，飞机表面未知数目分别为140 817(层数8)与693 465 (层数9)。