翼面结构雷达散射截面(RCS)的测量与分析

1. 前言 影响飞机结构RCS值的因素很多。对于全金属结构的飞机,由于雷达波受到金属蒙皮的遮挡,其内部结构对飞机RCS的影响不大,几何外形及蒙皮材料的电磁特性是主要的影响因素,但对于在机体结构中采用了复合材料的情况就复杂多了。众所周知。

掠入射下舰船运动对本体雷达散射截面积概率密度的影响

[目的]航行运动产生的姿态变化会导致对自身雷达散射截面积(RCS)概率密度发生变化,因此有必要掌握舰船在各种运动工况时对掠入射下自身的RCS概率密度的影响程度。[方法]利用准静态的思路,构建水动力和电磁散射特性联合仿真模型及计算流程,选取掠入射下10 GHz连续波作为探测雷达波威胁,对不同统计时间、海况、航速、航向等参数下的舰船本体RCS概率分布进行对比和分析。[结果]结果表明,对数正态分布模型可较好地模拟船模静态RCS分布特性,统计时间大于250 s后动态RCS概率分布基本稳定;在低海况下及随浪或顶浪航行时动态RCS概率分布曲线存在“毛刺”现象。[结论]研究表明,航速对舰船RCS概率密度分布的影响可以忽略;浪向角对舰船RCS概率密度分布的影响在较高海况时才明显;海况增加使得RCS分布概率曲线越来越顺滑;统计时间对RCS概率密度分布的影响较大,需积累足够的数据进行试验或仿真才能准确掌握舰船RCS概率分布特性。

吸波材料覆盖直升机强散射源RCS缩减分析

针对武装直升机的宽带隐身问题,提出利用射线追踪和逆合成孔径雷达(Inverse synthetic aperture radar,ISAR)成像确定直升机强散射源位置的方法,形成电磁超构材料和磁性材料一体化设计直升机部分强散射源的隐身设计构想,并计算分析了两款隐身材料加载后对整机隐身效果的影响。首先,分析等效媒质理论、射线追踪与ISAR成像原理。然后,通过射线追踪以及ISAR成像的计算,精确且直观地捕获强散射源部位。最后,给出了两款材料的反射系数并分析加载直升机后单站雷达散射截面(Radar cross section,RCS)变化。计算结果表明,两种不同类型隐身材料覆盖直升机强散射源部位后可以达到局部角域范围内RCS缩减的目的,为隐身材料和直升机蒙皮及旋翼的融合设计提供了参考。

知识与数据联合驱动的风力发电机叶片动态雷达散射截面统计模型

针对风力发电场对雷达等设备影响评估中所需风力发电机动态雷达散射截面(RCS)估计的问题,提出了一种知识与数据联合驱动的风力发电机动态RCS统计模型。首先,利用风力发电机叶片RCS随叶片旋转周期性变化的特点,建立叶片RCS单个单调变化区间内的变化函数。该变化函数由与叶片几何参数相关的峰值RCS、与叶片几何参数无关的调制函数、与材质和形状细节相关的乘性因子组成。其中峰值RCS由理论模型推算得到,针对RCS变化复杂的特点,调制函数和乘性因子利用实测训练数据估计得到。其次,对于待求解型号的风力发电机,根据风力发电机几何参数得到其叶片RCS变化函数,再通过参数估计的方法计算其概率密度函数统计模型。多种不同型号风力发电机实测数据的实验结果,验证了该文给出的风力发电机叶片动态RCS统计模型,与实测数据结果有良好的一致性。

双基地前向散射系统雷达截面(RCS)的研究

研究了双基地前向散射系统中雷达截面 RCS的有关特点和计算方法。给出了如何使用

乘用车近场雷达散射截面测量

为分析乘用车近场雷达散射截面特性以及内部机理,该文基于目标电磁散射理论,考虑乘用车的RCS受探测距离以及姿态角的变化所影响,使用77 GHz车载毫米波雷达利用定标体采取对比定标法测量某掀背式乘用车近场条件下不同距离的雷达散射截面以及不同角度的雷达散射截面。分析得到,乘用车尾部距毫米波雷达3~30 m的RCS大致呈上升趋势,约在30 m处其RCS趋于稳定,认为该车在距77 GHz毫米波雷达30 m处的近场RCS具有代表性。不同姿态角下乘用车的RCS总体范围为-3~24 dBsm。在该车的侧面(90°)达到峰值,为24 dBsm,其他两处RCS稍弱的峰值对应于汽车的车尾(180°)和车头(0°)处,汽车的斜角(60°和120°附近)处其RCS最小。

目标雷达散射截面(RCS)的高频预估方法

利用物理光学（Ｐ０）、几何绕射理论（ＧＴＤＭＥＣ）、物理光学＋物理绕射理论（等效流）（Ｐ０＋ＰＴＤＭＥＣ）等高频预估方法计算了平板的ＲＣＳ．ＧＴＤＭＥＣ和Ｐ０＋ＰＴＤＭＥＣ结果与实验结果和文献［１］吻合很好．

一体化雷达散射截面计算方法研究

针对传统 RCS分析中 ,目标建模与 RCS计算的分立状态 ,提出了一种一体化计算方法。将RCS图形算法集成到 CAD造型软件中 ,为目标外形设计和 RCS分析提供了一个完整的解决方案。计算实例说明 ,这种方法不但能够满足精度要求 ,而且可以极大地简化前处理工作 。

用二维时域有限差分法计算机翼雷达散射截面

应用二维时域有限差分(FDTD)程序计算二维翼型NACA0012和金属方柱的双站雷达散射截面,与国内外文献上的结果进行比较,证明该程序的有效性.而后计算二维不同形状机翼的双站雷达散射截面(RCS)和不同后掠角时后掠翼和三角翼的双站RCS,得出不同形状机翼有不同的RCS分布;改变后掠角的大小可以改变机翼的RCS分布.因此,根据设计要求,可以通过选用不同机翼形状或不同大小的后掠角,使飞行器达到RCS减缩.

粗糙表面对雷达目标散射截面的影响

粗糙表面对雷达目标信号的散射在红外、微波以及太赫兹波领域是普遍存在的。研究结果表明,在红外领域目标表面粗糙的状况是影响激光雷达散射截面的重要因素,在微波领域这种影响是作为一种随机过程,是一种微扰,雷达散射截面的回波功率是粗糙表面高度散布密度分布函数与平坦表面脉冲响应函数的卷积,通常情况下卷积的效果在数学上相当于作用在平坦表面脉冲响应函数上一个δ函数。

球型目标在不同波段的雷达散射截面

文中对球型目标在微波、红外、太赫兹等不同波段的雷达散射截面进行深入探讨,利用电磁波理论和红外辐射理论得到了理想金属球的微波雷达和朗伯球的激光雷达的散射截面的数学表达式,并在此基础上给出了球型目标太赫兹雷达散射截面的具体研究内容和研究方式,指出选用理想金属朗伯球体的目标作为太赫兹雷达散射截面的标准体,提出了"中值加权修正"的研究方法,并对方法的具体实施方案给予了阐述。

出口锯齿修形对轴对称喷管雷达散射截面的影响研究

为了研究出口边缘锯齿修形对轴对称喷管边缘绕射场和腔体内部散射场的影响,以轴对称喷管为基准模型,对其出口边缘进行8种不同齿角的锯齿修形,齿数均为12,采用迭代物理光学法和等效边缘电磁流法研究分析了基准喷管模型和8种出口锯齿修形喷管模型的边缘绕射场和腔体散射场的电磁散射特性。结果表明:对出口边缘进行锯齿修形可有效降低喷管全局探测角范围的绕射场雷达散射截面(RCS),且修齿齿角越小,效果越明显;但出口边缘锯齿修形对降低喷管腔体散射场RCS无明显作用。

一种新型频率选择表面及其在天线雷达散射截面减缩中的应用

为了减缩天线的雷达散射截面,该文提出一种新型带阻频率选择表面结构(FSS)。对于入射电磁波,该结构与传统方环结构相比具有窄阻带和宽通带特性。因此该结构能代替天线的传统金属地板从而减缩天线的结构项雷达散射截面(RCS)。仿真与测试结果表明该结构作为天线地板可很大程度的减缩天线的雷达散射截面。

基于编码超表面的太赫兹宽频段雷达散射截面缩减的研究

本文设计了一种柔性,非定向低散射的1bit编码超表面,实现了太赫兹宽频带雷达散射截面的缩减.这种设计基于对"0"和"1"两种基本单元进行编码,其反射相位差在很宽的频段范围内接近180?,为一种非周期的排列方式,该电磁超表面使入射的电磁波发生漫反射,从而实现雷达散射截面的缩减.全波仿真结果表明,在垂直入射条件下,编码超表面的镜像反射率低于-10 d B的带宽频段范围为1.0—1.4 THz,该带宽内超表面相对同尺寸金属板可将雷达散射截面所减量达到10 d B以上,最大缩减量达到19 d B.把柔性编码表面弯曲在直径为4 mm的金属圆柱面上,雷达散射截面的所减量高于10 d B以上的带宽频段范围为0.9—1.2 THz,仍然可实现宽频带缩减特性.总之,编码超表面为调控太赫兹波提供一种新的途径,将在雷达隐身、成像、宽带通信等方面具有重要的意义.

通用直升机雷达散射特性及RCS减缩

采用物理光学法和等效电磁流法作为RCS(Radar Cross Section)数值计算方法,通过对某飞机模型的实验测试,验证了算法的有效性.建立了某通用直升机的几何外形模型,计算RCS特性并分析其重要散射源.进行机身外形和旋翼的RCS减缩研究,提出了通用直升机隐身外形设计方法.改形后全机雷达散射水平在头(尾)向和侧向分别降低至原型的10%和1%,且静稳定性及有效容积基本不变.通用直升机进行外形隐身设计后,旋翼成为全机的重要散射源(特别在头向及尾向),还须采用其他方法进行RCS减缩.

金属目标原子晶格结构对其量子雷达散射截面的影响

量子雷达散射截面是描述光量子态照射下目标可见性的重要参数.本文对量子雷达散射截面的推导进行了扩展,使其可以应用于非平面凸目标的QRCS计算.针对面心立方、体心立方以及密排六方三种金属原子晶格所构成的目标的量子雷达散射截面进行了计算,结果表明不同的原子排列方式下,目标QRCS主瓣基本不变,而量子旁瓣在原子排列稀疏的目标中更为明显.

雷达散射截面图形算法加速技巧

为快速预估飞行器类复杂目标雷达截面,从RCS图形算法计算公式出发,总结提出了针对该算法的3个加速技巧。测试结果表明,综合使用这些技巧最多可以将图形算法运算速度提高到原来的4倍左右,因而具有较好的工程实用价值。

基于面元法的航母雷达散射截面计算

采用 3DStudioMAX对航母进行三角面元逼近模拟 ,并用面元法研究计算了航母在X波段的雷达反射特性 ,给出了航母雷达散射截面 (RCS)随方位的分布图。从图中可以看出 ,航母的RCS峰值出现在船头、船尾和两舷四个方向 ,这说明航母的雷达回波主要来自于镜面反射。

分形在天线雷达散射截面减缩中的应用

首次提出利用分形独特的填充性能实现天线雷达散射截面 (RCS)减缩 ,同时 ,分形单元可以减缩单元间的耦合 ,提高阵列的性能。给出了分形天线与常规天线辐射、散射特性的对比 ,表明将分形的概念用于天线设计中 ,不仅可以减小互耦 ,提高天线阵列的辐射性能 ,而且也可以减小天线的雷达散射截面 ,对天线的隐身有一定的借鉴作用。

930MHz雷达测空间碎片散射截面

提出了在欧洲非相干散射雷达电离层探测原始数据中提取空间碎片信息的方法,采用匹配滤波技术和发射码模拟方法计算了空间碎片参数,分析空间碎片所处雷达波束位置导致散射截面的差异性,按照中国科学院国家天文台预报理论模型轨道计算,通过理论方向图修正雷达散射截面后,与美国太空监测网所公布的数值进行比较。结果证实了电离层的探测原始数据可提取空间碎片的信息,通过碎片所处雷达波束位置修正散射截面可以提供较为准确的雷达散射截面。