超材料天线罩雷达散射截面特性分析

以超材料为代表的新技术迅速崛起,大大推进了天线罩的技术进步,与往常天线罩不同的是,超材料天线罩改进了天线系统的散射特性。多年来,人们注重于天线罩的传输特性而忽略了散射特性研究,一方面原因是控制天线罩的散射性能的需求不甚迫切,另一方面原因则是准确分析耗时费力,难度很大,特别是电大尺寸的天线罩的散射特性几乎无法精确计算。虽然高频光学近似在分析天线罩传输特性方面,精度较高,基本满足设计需求,但是在分析天线罩散射特性方面,偏差较大,很难满足设计需求。针对超材料天线罩雷达散射特性分析需求,文中首先分析比较了不同方法对于介质天线罩雷达散射截面(RCS)的计算结果的差别,分析了产生的原因,采用特征模型结合全波分析方法,计算了超材料天线罩散射特性,并与测试结果进行了比较,仿真和试验结果的包络符合较好,验证了在天线罩中采取吸收措施能明显降低其RCS,可供超材料天线罩设计师参考。

基于复合修形技术的低雷达散射截面微带天线

设计了一款基于复合修形技术的低雷达散射截面(Radar Cross Section,RCS)微带天线。通过在辐射贴片和金属底板同时采用修形技术,减少天线金属部分的面积,实现天线RCS减缩并且维持天线辐射特性。基于复合修形技术的微带天线相比传统未修形的微带天线在1~4 GHz频带内实现天线RCS减缩,最大RCS减缩量为20 dB。对设计的低RCS天线进行加工并测试,测试结果验证了仿真分析的正确性。

一种基于目标RCS起伏模型的雷达干扰效果评估方法

目前,在雷达干扰效果评估的相关研究中,大多将雷达探测目标的雷达截面积(RCS)设为常数。实际上,目标的RCS是起伏的,会影响干扰效果。基于此,论文中提出了一种基于RCS起伏模型的雷达干扰效果评估方法,通过理论分析得到了目标RCS起伏条件下的干信比概率密度函数模型,进而推导提出了目标RCS起伏条件下的有效干扰概率模型,并运用该模型对不同场景下的干扰效果进行了仿真评估,为干扰策略优化提供了有效支撑。

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。

机载对海MTI雷达目标RCS测量系统设计方法

针对机载对海动目标指示(MTI)雷达仅能够实现对海面运动目标检测、跟踪和定位,难以对目标进行属性判断的情况,为弥补目标属性判断的短板,基于MTI雷达探测功能,提出了一种适用于MTI雷达体制的相对雷达散射面积(RCS)测量方法,给出了相应的换算方法.经工程试飞试验验证,本文方法可较准确地对海面目标RCS进行测量,技术成果可推广到MTI雷达应用中.

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。

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。

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。

一种K系数标定的相控阵精密跟踪雷达RCS反演方法

针对相控阵精密跟踪雷达目标RCS反演问题,提出了一种改进的相对测量法.该方法在利用标准金属球进行K系数标定过程中,考虑标准金属球相对于雷达法线的方位、俯仰,以及雷达跟踪脉宽、脉冲数、频率等因素的影响,然后利用标定的K系数对不同方位、俯仰、跟踪波形下的待测量目标进行实时的RCS解算.通过实测数据验证了该方法的可行性和有效性.该方法简单、实用、精度高,具有普适性和工程应用价值.

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．

基于共享孔径技术的低RCS电磁超构表面天线设计

提出一种基于共享孔径技术设计低雷达散射截面(radar cross section,RCS)电磁超构表面天线的新方法.该方法首先设计具有低RCS性能的超构表面,然后借鉴共享孔径技术思想,将超构表面和传统天线的辐射结构直接共享口径紧密排列,得到新型低RCS天线结构,并结合电流分析和局部结构修正,优化天线的辐射性能,最终同时实现天线的良好辐射和宽带低RCS性能.为了阐明该方法,基于极化旋转机理设计了一款低RCS超构表面,采用共享孔径思想和电流分析,得到了一款宽带低RCS超构表面天线,详细分析了该天线的工作机理与性能.结果表明:设计的天线在保证较好辐射的同时,实现了超宽带RCS减缩,提出的设计方法摒弃了从天线到低RCS天线的传统设计思路,通过逆向思维,将散射的优化问题转化为辐射的优化问题,不仅实现了天线与超构表面的一体化设计,还显著地降低了低RCS天线优化设计的难度,加速了天线优化进程.

局部外形参数对高速飞行器的RCS影响

为了降低高速飞行器的雷达散射截面(radar cross section,RCS),采用多层快速多极子算法和物理光学法研究局部外形参数对飞行器雷达散射特性的影响。在此基础上,提出一种变半径弧形的边缘钝化形式,以提高飞行器仰视对抗能力。所提出的变半径弧形钝化外形具有良好的RCS减缩能力,与传统圆弧钝化外形相比,在前向重点角域内,RCS对数均值降低了22.88%;随着仰角的增大,变半径弧形钝化形式还具备全向RCS减缩能力,在全向角域内RCS对数均值降低了13.37%。最后,研究所提出的变半径弧形钝化方式在不同雷达波频段下的RCS特性,结果表明这种钝化方式对于频率较高时仰视对抗能力更好。

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。

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。

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 。

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.