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雷達(dá)散射截面積(RCS)的專業(yè)知識(shí)

 新用戶73286115 2023-12-08 發(fā)布于湖南
散射截面積(RCS)是指與一個(gè)直徑為1.128米的完全導(dǎo)電球體的倍數(shù)。這個(gè)球體具有1平方米的可見表面,但對(duì)于后向散射來說,其有效面積較小。
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雷達(dá)散射截面積(Radar Cross Section, RCS)是目標(biāo)在雷達(dá)接收方向上反射雷達(dá)信號(hào)能力的度量,一個(gè)目標(biāo)的RCS等于單位立體角目標(biāo)在雷達(dá)接收天線方向上反射的功率(每單獨(dú)立體角)與入射到目標(biāo)處的功率密度(每平方米)之比。
目標(biāo)雷達(dá)散射截面積的一些特性可用一些簡單的模型來描述,根據(jù)雷達(dá)波長與目標(biāo)尺寸的相對(duì)關(guān)系,可分成三個(gè)區(qū)域來描述目標(biāo)的雷達(dá)散射截面積。
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瑞利區(qū)。在此區(qū)域,目標(biāo)尺寸遠(yuǎn)小于信號(hào)波長,目標(biāo)雷達(dá)散射截面積與雷達(dá)觀測角度關(guān)系不大,與雷達(dá)工作頻率的4次方成正比。
諧振區(qū)或Mie區(qū)。在此區(qū)域,波長與目標(biāo)尺寸相當(dāng)。目標(biāo)雷達(dá)散射截面積隨著頻率變化而變化,變化范圍可達(dá)10dB;同時(shí)由于目標(biāo)形狀的不連續(xù)性,目標(biāo)雷達(dá)散射截面積隨雷達(dá)觀測角的變化而變化。
光學(xué)區(qū)。在此區(qū)域,目標(biāo)尺寸大于信號(hào)波長,下限值通常比瑞利區(qū)目標(biāo)尺寸的上限值高一個(gè)數(shù)量級(jí)。簡單形狀目標(biāo)的雷達(dá)散射截面積可以接近它們的光截面,目標(biāo)或雷達(dá)的移動(dòng)會(huì)造成視線角的變化,將導(dǎo)致目標(biāo)雷達(dá)散射截面積發(fā)生變化。

角反射器的RCS計(jì)算

除了圖1中的簡單目標(biāo)的RCS可以用公式計(jì)算,有些形狀規(guī)則的角反射器也可以計(jì)算出其RCS,如下表所示:
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復(fù)雜目標(biāo)對(duì)電磁波的作用包含鏡面反射、邊緣繞射、尖頂繞射、爬行波繞射、行波繞射和非細(xì)長體因電磁突變引起的繞射等。對(duì)于常規(guī)飛機(jī),它的散射場包括反射和繞射場,主要是鏡面反射和邊緣繞射起作用。
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RCS評(píng)估和計(jì)算方法的使用需要注意是在哪個(gè)尺寸范圍內(nèi)來分析的。精確的方法是一麥克斯韋方程組的積分和微分形式為基礎(chǔ),一般限于瑞利區(qū)和諧振區(qū)內(nèi)相對(duì)簡單和小物體,而大多數(shù)近似方法則是為光學(xué)區(qū)開發(fā)的。

復(fù)雜目標(biāo)的RCS值

相對(duì)復(fù)雜的目標(biāo)的RCS可通過幾種不同的逼近方法進(jìn)行測算。例如:幾何光學(xué)法(GO),假定射線沿直線傳播,利用經(jīng)典的光線路徑理論;物理光學(xué)法(PO)運(yùn)用平面切線的近似并通過惠更斯原理計(jì)算RCS;幾何衍射理論(GTD)是一個(gè)合成系統(tǒng),該系統(tǒng)建立在GO和衍射線的概念綜合的基礎(chǔ)上。

目標(biāo)的RCS可通過實(shí)驗(yàn)測量或計(jì)算機(jī)建模得到,但需要目標(biāo)的詳細(xì)信息,并且需要根據(jù)雷達(dá)工作頻率和雷達(dá)觀測角生成大量數(shù)據(jù)。下面給出的是X波段下不同目標(biāo)的RCS值范圍:

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鐵桿會(huì)員或全場通用的用戶可以自行進(jìn)入日常更新文件夾查看今日關(guān)于RCS的詳細(xì)資料。

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