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2023-10-31
FEKO仿真原理：雷达目标隐身工程应用
【摘要】：有效地降低自身的RCS是提高自身生存能力的关键。目标的RCS是度量目标对雷达波散射能力的一个物理量。RCS与很多因素有关，如目标外形、尺寸、材料、姿态、雷达波长、极化等。图1-6 双站RCS的表示在本书的第9章将详细介绍在FEKO中仿真金属目标体和带吸波层目标体等的实现方法。
考虑到天线罩的隐身特性是一项很重要的指标，故把雷达目标隐身的内容放在天线罩介绍之前来介绍。
1.2节中的雷达距离方程清楚地说明雷达的最大探测距离与目标雷达散射截面积σ的四次方根成正比。有效地降低自身的RCS是提高自身生存能力的关键。
目标的RCS是度量目标对雷达波散射能力的一个物理量。对RCS的定义有两种观点：
一种是基于电磁散射理论的观点；另一种是基于雷达测量的观点，而两者的基本概念则是统一的，均定义为单位立体角内目标朝接收方向散射的功率与从给定方向入射于该目标的平面波功率密度值比的4π倍。所以，
。式中，Es为空间散射电场；Ei为入射电场，近场RCS可以按照该式来计算。
当距离R足够远时，照射目标的入射波近似为平面波，这时σ与R无关，所以，远场RCS的表达式为：
。
RCS与很多因素有关，如目标外形、尺寸、材料、姿态、雷达波长、极化等。根据散射体尺寸和波长λ的关系，散射方式可分为低频散射（瑞利区：ka＜0.5）、谐振散射和高频散射；当入射波长和散射体的尺寸处于一个量级时（0.5≤ka≤20），目标处于谐振区；当入射波长远小于散射体长度时（ka＞20），目标处于高频散射区（又称为光学区）。(www.chuimin.cn)
RCS的分类方法很多种，例如，按照场区来分，有远场RCS与近场RCS，后者是距离的函数，参考前边的公式；按照入射频谱来分，有点频RCS与宽带RCS；按照雷达站接收、发射位置来分，有单站RCS、准单站RCS和双站RCS，如图1-6所示，在目标坐标系中，以θi、φi代表入射波方向，θs、φs代表散射接收方向，当θi=θs、φi=φs时称其为单站（也称为单基地）散射，也称为后向散射；如果收发不用同一天线，但相互很靠近，如|θi-θs|与|φi-φs|均在5°以内，则称为准单站散射；当收、发分得很开时，称为双站（双基地）散射，也称为非后向散射，发射入射波与接收散射波之间在目标坐标系中的夹角称为双站角β（双基地角）。软件仿真中只区分单站和双站。
图1-6 双站RCS的表示
在本书的第9章将详细介绍在FEKO中仿真金属目标体和带吸波层目标体等的实现方法。
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