散射增强箔条雷达特性研究

文中提出一种基于角反射器的箔条雷达散射特性增强方法，旨在通过增强单根箔条的散射特性，利用有限数量的箔条实现海量箔条云团的雷达散射截面积（radar cross section，RCS）.在传统"偶极子"箔条的基础上，利用圆板角反射器结构的强散射特性来增强箔条的电磁散射.同时，为了兼顾各个方向上的电磁散射，利用多个圆形角反射器拼接成为外轮廓为球形的强散射结构，通过调节球形结构的半径，可以实现对单个箔条和箔条阵列RCS的控制.最后，将单个箔条组成阵列，形成新型箔条结构.对工作频率、入射角度、球形包络半径等不同参数下基于角反射器散射增强的箔条雷达散射特性进行了仿真分析，结果表明利用新型箔条散射增强结构，能使单根箔条的RCS增大30 dBm2以上.     

箔条云的运动模型及雷达电磁散射特性

主要研究飞机发射箔条弹后的箔条运动模型,考虑到大气密度、风速、飞机尾涡以及结合箔条自身属性的影响,建立了大气环境下的箔条的运动模型,从而对箔条云团的速度、位移以及体积进行了定量的描述,还研究了与之密切相关的箔条云团雷达散射截面积（RCS）特性。     

基于相干散射模型箔条云团散射截面研究

采用箔条云团的相干散射模型^[l]研究了自由空间中云团散射截面与其空间分布的依赖关系,定量地给出了几种典型空间分布箔条云团的极化散射截面与其空间分布参数的关系曲线或曲面,计算机仿真结果表明：箔条云团散射截面因其空间分布形式的不同而有较大的差异,某些情况下,不同空间分布的散射截面之间的差异可达8～12dB之多,通过设计箔条云团的空间分布形状及其密度分布,可有效地增大箔条云团的有效散射截面,进而提高于扰效果。     

箔条云散射特性测量与分析

分析了箔条云散射特性测量技术,进而开展箔条云外场动态测量实验。对实测箔条云RCS的概率分布进行拟合,并对拟合结果进行检验,同时分析了箔条云散射特性与时间、频率等之间的关系。结果表明,当显著性水平为0.01时,该箔条云在S波段和X波段的动态RCS服从χ2分布;箔条云形成之后,箔条密度随着时间的推移而下降,导致其RCS减小;随着频率升高而波长减小,箔条间互耦效应将减小,箔条云RCS的起伏也将减小。     

箔条云散射的极化统计特性

本文研究了箔条云散射的极化统计特性。首先,给出了感应电流的大小随入射角变化的更为精确的计算结果,得到了箔条的极化散射矩阵、RCS矩阵及二者的统计特性。然后,推导了箔条云回波的振幅、RCS和箔条云极化散射矢量的概率分布表达式,得到了箔条云同极化通道回波互相关系数为1/3,同极化和交叉极化通道之间不相关等一系列结论,为箔条云极化信息在干扰和抗干扰中的应用打下基础。     

对抗箔条云的最佳收发极化方式

在单根箔条散射理论的基础上,运用统计的方法,对于箔条云中偶极子取向常见的几种概率分析,分析了在一般的双站散射情况下如何求得对抗箔条云干扰的最佳收发极化方式;着重探讨了在后向或者前向散射情况下对于箔条取向不同的概率分布,怎样选择最佳收发极化方式。     

正态空间取向箔条云的极化特性

研究了箔条云的极化特性,首先分析了单根箔条的电磁散射过程,得到了极化坐标系下单根箔条的极化散射矩阵和Mueller矩阵的表达式,给出了在不同收/发极化方式下箔条云散射截面的计算公式.对空间取向服从球面均匀分布的箔条云,推导得到了箔条平均RCS的解析公式;对空间取向服从正态分布的箔条云,利用数值积分得到了箔条平均RCS的近似值,并给出了根据被干扰雷达的收/发极化方式优选箔条空间取向的建议方案.     

雷达

TN952005051215自由空间中箔条云团极化散射统计特性的研究/李永祯,王雪松,肖顺平,庄钊文(国防科技大学电子科学与工程学院)//电波科学学报.―2004,19(6).―649～653,684.针对自由空间环境,研究了箔条云团极化散射的统计特性.根据相干散射模型导出了箔条云团的极化散射矩阵,给出了箔条云团散射矩阵的一二阶矩及其概率密度函数的解析表达式.在此基础上,分析了箔条云团散射截面积的起伏特性,并给出了其统计分布的精确表达式.这些公式原则上适用于包括大气层内抛撒情形箔条云团的极化散射计算问题.图2表0参15TN952005051216美俄主要武装直升…     

箔条云对地基雷达干扰效果分析及其应用

分析了箔条云团在自由空间的扩散方式,在箔条云扩散的"大爆炸"模型下,给出了箔条云在不同弹道阶段的有效干扰散射体积;然后,研究了箔条云团对防御雷达检测性能的影响,指出采用较优的战术使用可延迟雷达对目标的发现时机;再次,研究了箔条云团对雷达成像的影响,分析了箔条和噪声干扰效果的差别,并进行了相应的仿真实验;最后,提出了优化箔条干扰效果的几条战术建议.     

自由空间中箔条云团极化散射统计特性的研究

针对自由空间环境,研究了箔条云团极化散射的统计特性.根据相干散射模型导出了箔条云团的极化散射矩阵,给出了箔条云团散射矩阵的一二阶矩及其概率密度函数的解析表达式.在此基础上,分析了箔条云团散射截面积的起伏特性,并给出了其统计分布的精确表达式.这些公式原则上适用于包括大气层内抛撒情形箔条云团的极化散射计算问题.     

典型隐身飞机动态RCS 仿真及统计分析

非合作目标的动态RCS 数据难以通过外场测量获取,电磁仿真计算成为了获取其电磁动态特性的有效途径。基于全空域静态RCS 数据库和空气动力学原理对典型隐身飞机的动态RCS 进行了仿真,并采用姿态抖动模型修正了姿态角,使动态数据更加贴近实际情况。其次,分别采用卡方分布、对数正态分布和威布尔分布对动态RCS 进行统计建模, 非参数检验结果表明对数正态分布在不同频率、不同极化均能获得最佳拟合效果,体现出其在描述动态RCS 起伏特性方面具有通用性。研究成果可为实现雷达回波的快速精确仿真提供依据。     

昆虫雷达散射截面积特性分析

昆虫雷达是观测昆虫迁飞最有效的工具。研究昆虫的雷达散射截面积(RCS)特性对于昆虫雷达目标识别有着重要意义。该文将分析昆虫的静态RCS特性和动态RCS特性。首先,基于实测的X波段全极化昆虫RCS数据,分析昆虫的静态RCS特性,包括水平和垂直极化RCS随体重变化规律以及昆虫极化方向图随体重的变化规律。其次,总结当前通过电磁仿真研究昆虫RCS特性所用到的介质和几何形状模型,并对比了水、脊髓、干皮肤和壳质与血淋巴混合物4种介质和等体型扁长椭球体、等质量扁长椭球体和三轴椭球体3种几何模型组成的12种介质模型,经过电磁仿真结果与实测数据相对比发现脊髓介质等质量扁长椭球体模型与实测昆虫RCS特性最接近。然后,基于Ku波段高分辨昆虫雷达外场实测昆虫回波数据,分析了昆虫动态RCS的起伏特性,将实测昆虫动态RCS起伏数据与4种经典的RCS起伏分布模型χ2, Log-normal, Weibull和Gamma分布分别进行了拟合分析,从最小二乘拟合误差和拟合优度检验结果可以看出,相比于其他3种模型,Gamma分布可以较好地描述昆虫目标RCS起伏的统计特性。最后,综述了昆虫RCS特性在昆虫雷达测量昆虫朝向、体重等参数测量的应用。     

不均匀非磁化等离子体覆盖三维目标的FDTD分析

针对典型的目标模型,采用RC-FDTD算法计算不均匀非磁化等离子体覆盖三维导体球的双站和单站雷达散射截面（RCS）。分析了等离子体电子密度分布和等离子体碰撞频率对目标RCS缩减的影响。数值结果表明,等离子体隐身技术显著;双站结果显示,不均匀非磁化等离子体能在较大双站角范围内减小目标的RCS;单站结果说明,等离子体包层能在较大的频率范围内对目标RCS的缩减起作用。选择合适的等离子体参数可以加强隐身效果。     

准八木天线的一种新型隐身技术

设计了一款工作在X波段的准八木天线,针对该天线提出了一种新型的雷达散射截面(RCS)减缩技术,根据天线分别工作在辐射状态和散射状态时金属反射板上电流分布的差异,对金属反射板进行了改进,在全频段内达到最大10.0dB的后向RCS减缩,给出了原天线和改进后2款天线的增益、电压驻波比和RCS的仿真结果,证明了提出的RCS减缩技术的有效性。     

基于PIN二极管加载的机载相控阵天线RCS缩减

现代飞机未来要实现射频隐身性能的最大化,就要求机载雷达的开机时间越来越短,这就为机载雷达不开机期间,相控阵天线的低RCS 隐身设计提供了可能。在天线非工作时段,加载PIN 二极管有效地减小了微带天线的RCS。PIN 二极管在正向偏置和反向偏置状态下可分别等效为电阻和电容。针对不同入射状态的平面波,依据天线感应电场分布确定PIN二极管的偏置状态,并对正向偏置状态的PIN二极管的等效电阻值进行优化,实现天线RCS的缩减。仿真计算结果表明,在天线非工作时段,优化PIN二极管的工作状态,可以实现当前情况(入射方向、频率)下天线RCS 的缩减,且RCS缩减最大可超过25 dBsm;同时又可保证天线在工作时段的辐射性能不受影响。     

岸基雷达模拟器的设计与实现

针对岸基雷达工作的海面环境和目标特点,在雷达模拟器中设置了目标的雷达截面积（RCS）起伏、检测概率计算及海杂波模型。对于海面舰船目标而言,其RCS通常受舰船的姿态、方位角等状态影响较大,在此通过计算舰船相对于雷达站的方位实现目标的RCS起伏。再根据目标的RCS利用Albersheim公式即可获得目标的检测概率。另外,雷达的工作状态不同,检测到的海杂波分布模型亦不同。这里介绍了2种最常用的海杂波分布模型,分别是Rayleigh分布和对数正态分布。改进后的雷达模拟器能够更加真实准确地模拟岸基雷达的实际工作环境。     

基于航迹法的非合作目标RCS测量

针对非合作目标雷达截面（RCS）测量,提出了一种用航迹向推算出目标航向的方法,仅利用常规RCS测量作特殊处理就可实现对非合作目标各个舷向上的RCS分布特性测量。     

水面舰艇 RCS 方向特性平滑分析

针对水面舰艇雷达截面（RCS ）在实际测量中变化大的特点,分别利用数据平滑、小波分析等方法对RCS方向特性进行降噪分析处理,量化分析其去噪性能,得到了水面舰艇较为精确的RCS分布特性。     

相控阵天线模式项散射特性研究

相控阵天线是隐身武器平台的重要散射源。该文通过相控阵天线散射模型对其模式项宽带散射特性进行仿真计算,并采用旋转目标散射中心成像方法对天线RCS仿真数据进行微波成像,研究了相控阵天线模式项散射的基本规律,并得到其散射中心分布图。仿真结果表明,相控阵天线斜置和天线端口阻抗匹配可大大减小威胁区域内模式项散射。研究结果对相控阵天线模式项RCS缩减工作具有良好的指导意义。     

目标二维RCS 成像仿真与实验研究*

对目标开展了二维RCS 成像仿真与实验研究,分别采用SBR 方法与解析方法计算目标的散射特性并 提取相应的二维RCS 成像信息,基于时域加窗技术对采样信号进行加权处理抑制旁瓣电平以提高成像质量,通过 Cross-Range 处理方法获取目标二维RCS 成像结果以表征目标散射的强弱分布,设计了斜置平板以及3 个小球这两 个典型案例,展开相应的二维RCS 成像仿真与实验分析研究。结果表明:二维RCS 成像仿真结果与测试结果吻合良 好,有效验证了二维RCS 成像仿真方法的有效性。