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室内雷达散射截面测量方法

发布时间:2023-01-16 20:17:51

1. 雷达散射截面,什么是雷达散射截面

雷达散射截面(Radar Cross section,缩写RCS)是雷达隐身技术中最关键的概念,它表征了目标在雷达波照射下所产生回波强度的一种物理量。雷达散射截面又称后向散射截面,是雷达入射方向上目标散射雷达信号能力的度量,用入射场的功率密度归一化表示。RCS是指雷达入射方向上单位立体角内返回散射功率与目标截状的功率密度之比。

根据电磁场理论,功率流密度正比于电场强度E的平方(或磁场强度H的平方)。

RCS可定义为:目标在单位立体角内向接收机处散射功率与入射波在目标上的功率密度之比的4π倍。

影响因素编辑

1、目标材料的电性能

2.目标的几何外形

3.目标被雷达波照射的方位

4.入射波的波长

5.入射场极化形式和接收天线的极化形式

2. 谁知道什么叫雷达散射截面,希望可以比较具体全面一点,谢谢啊

雷达散射截面是度量目标在雷达波照射下所产生回波强度的一种物理量,简称RCS。它是目标的假想面积,用一个各向均匀的等效反射器的投影面积来表示,该等效反射器与被定义的目标在接收方向单位立体角内具有相同的回波功率。一般用符号σ表示目标的雷达散射截面。实际上,一架飞机的RCS不是一个单值,对于每个视角、不同的雷达频率等都对应不同的RCS。例如F-16的某个波段的RCS值正前方为4平方米,而侧向则大于100平方米。
除了用平方米为单位反映雷达散射截面外,另一种更通用的方法是用雷达散射截面的对数值的十倍来表示,符号是σdBsm,单位是分贝平方米(dBsm),即σdBsm=10lgσ。例如,RCS值0.1平方米对应的是-10分贝平方米(即-10dBsm)。
雷达散射截面既与目标的形状、尺寸、结构及材料有关,也与入射电磁波的频率、极化方式和入射角等有关。无人机上的电磁散射源基本类型包括镜面反射、边缘绕射、尖顶绕射、爬行波绕射、行波绕射和非细长体因电磁突变引起的绕射。当电磁波垂直射入局部光滑目标表面时,在其后向方向上产生很强的散射回波,这种散射称为镜面反射,它是强散射源。当电磁波入射到目标边缘棱线时,散射回波主要来自于目标边缘对入射电磁波的绕射,它与反射不同之处在于一束入射波可以在边缘上产生无数条绕射线,是重要的散射源。对于无隐身措施的常规飞机,它的散射场包括反射和绕射场,主要是镜面反射和边缘绕射起作用。对于隐身飞机,采取多种措施,使镜面反射和边缘绕射基本消失。

3. rcs雷达散射截面积是什么

rcs雷达散射截面积是目标在雷达接收方向上反射雷达信号能力的度量。一个目标的RCS等于单位立体角目标在雷达接收天线方向上反射的功率每单独立体角与入射到目标处的功率密度每平方米之比。

rcs雷达散射截面积的特点

目标雷达散射截面积的一些特性可用一些简单的模型来描述,根据雷达波长与目标尺寸的相对关系,可分成三个区域来描述目标的雷达散射截面积,瑞利区在此区域目标尺寸远小于信号波长,目标雷达散射截面积与雷达观测角度关系不大与雷达工作频率的4次方成正比。

谐振区在此区域波长与目标尺寸相当,目标雷达散射截面积随着频率变化而变化,变化范围可达10dB,同时由于目标形状的不连续性,目标雷达散射截面积随雷达观测角的变化而变化,光学区在此区域目标尺寸大于信号波长,下限值通常比瑞利区目标尺寸的上限值高一个数量级。

4. 什么是RCS值

RCS值是雷达散射面积的值。

指的是目标辐射等效面积σ,等于目标总的后向散射功率P与雷达发射机在目标处的入射功率密度Q之比。

RCS:Radar Cross-Section(雷达散射截面积)雷达目标和散射的能量可以表示为一个有效面积和入射功率密度的乘积,这个面积通常称为雷达散射截面积。

(4)室内雷达散射截面测量方法扩展阅读

雷达目标反射面积RCS可从电磁散射理论方面进行定义。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之比的4π倍。

不同性质、形状和分布的目标,其散射效率是不同的。为确定这一效率,我们把有效散射面积等效为一个各向同性反射体的截面积,称为目标的雷达截面积,写作σ ,其表达式为:

σ=4πA^2/λ^2 。式中:A 为照射面积, λ为工作波长。

目标的RCS取决于目标结构(形状和材料)、雷达工作频率、雷达极化方式和雷达观测角。通常情况下,平面目标具有较强的镜反射回波,而赋形、涂覆雷达吸波材料和采用非金属材料等隐身技术则可以大大降低目标雷达截面积。

5. 雷达反射截面的相关公式

这是雷达目标截面积的实验定义式。σ 是雷达基本方程中的一个因子。已知发射功率Pt,发射和接收天线增益G,波长λ,目标到雷达的距离R,则雷达接收天线截获的功率为
若测出接收功率Pr,则雷达目标截面积的公式为
这是实验测定雷达目标截面积的基本公式。雷达目标截面积的理论定义式为
式中Ei为雷达在目标处的照射场强;Er为目标在接收天线处的散射场强。因为雷达发射球面波,只有在满足远场条件(概略地说即当目标距离足够远时)目标在接收天线处的散射波才近似地表示为平面波。雷达目标截面积的这一定义与距离无关。一个具体目标的雷达截面积与目标本身的几何尺寸和形状、材料、目标视角、雷达工作频率及雷达发射和接收天线的极化有关。当其他条件不变时,目标尺寸越大,雷达截面积也越大。对于一定的雷达频率和固定的视角,目标的雷达截面积决定于极化。在远场和线性散射条件下,雷达目标截面积与极化的关系可表示为矩阵,称为雷达目标的散射矩阵。
在理论上,把物体的边界条件代入麦克斯韦方程即可计算出雷达目标截面积,但仅在物体具有简单的几何形状的情况下才能得出精确解。例如,良好导电的球体,其雷达目标截面积与观察方向无关,对极化也不敏感,但与波长有密切关系(图1)。当球的周长小于波长时,雷达目标截面积与波长的四次方成反比。这是尺寸比波长小得多的任何物体所具有的散射特性。这一区域称为瑞利区。当波长小于球体周长的十分之一时,球体的雷达截面积与波长无关,且恰等于球体的光学截面积πr(r 为半径)。这一区域称为光学区。两者之间的区域(1<2πr/λ<10)称为谐振区或玛依区。
获得复杂形状物体的雷达截面积的常用方法之一,是测量来自目标本身和雷达截面积为已知的物体的回波功率。进行这种测量时须对雷达接收机进行仔细的校准和标度,还须控制实验环境,避免背景散射等因素对测量精度的影响。图2为一架中等大小的老式双引擎轰炸机在10厘米波长上的雷达截面积与方向角的函数关系。图中表明,复杂目标的雷达截面积随方向角而急剧变化。复杂目标的雷达截面积也可以在保持远场条件(R≥2D/λ,D为试验模型的最大尺寸)下,用缩小的模型和同样比例的波长在室内进行测量。
对于复杂目标,在雷达工作条件下目标方向角是不稳定的,因此应把雷达目标截面积看作为随机量,并用概率密度和相关函数表示(见雷达目标噪声)。通常所说的雷达目标截面积指的是统计期望值。

6. 潜艇雷达截面积是怎样计算的

雷达截面积(RCS):RCS是物体散射雷达射频能量的一种度量,一般用面积平方米(m2)表示。由于RCS的变化范围很宽,所以对数表达式也是一种常用的方式,即相对于1m2的分贝数(dBsm)。它表示为10乘以以10为底的RCSm2数值的对数。如:RCS=100m2,用对数方式表示为+20dBsm。

RCS的大小反映了目标在特定方向上反射雷达波能量的大小,这一能量概念取决于:雷达发射频率(一般来说频率加倍,RCS相当于增加4倍);接收机的极化方式(一般接收机只测量水平,垂直,螺旋,圆形极化中的一个分量);反射面的倾斜方向;发射机的极化方式;目标材料对雷达波的吸收率;目标大小和形状;目标方位和距离。

对于水面舰艇尤其是大、中型舰艇而言,RCS可以说是一个致命的目标暴露特征。随着电子技术的发展,雷达的发射功率、照射频率、作用距离、可探测方位、目标识别率都有了相当大的提高。

特别是现代化舰载机性能的提高,其机载雷达的超视距探测和预警功能以及对导弹的中继制导能力使得水面舰艇的远距离被发现概率和被攻击概率大为增加。因此,如何减少水面舰艇的雷达截面积(RCS)就成为其隐身技术研究的重要环节之一。

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