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.     

不同取向非相干箔条云对入射极化的敏感特性

箔条云对入射极化方式具有选择特性。基于竖直方向偶极子极化散射矩阵和非相干散射模型,建立了箔条云雷达视线方向非相干极化随机散射过程模型,给出了散射极化信息均值和方差的数值计算表达式,使用MATLAB软件采用数值计算方法研究分析了空间姿态服从不同均值正态分布、线形分布和球面均匀分布箔条云对入射极化的敏感特性。仿真结果显示,同分布箔条云在不同雷达视角下选择特性不同,不同分布箔条云在相同雷达视角下的选择特性也有差异。结论为干扰方设计箔条云和抗干扰方选择入射极化方式提供了理论指导。     

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.     

单根箔条平均雷达截面研究

箔条干扰是最为常用的无源干扰方式之一,主要依靠其电磁散射特性实现对雷达接收机的干扰。对箔条散射雷达截面进行研究,利用非相干模型推导了不同入射极化条件下单根箔条平均雷达截面,得到了箔条极化散射矩阵,并对单根箔条极化散射特性进行分析。提出了相干条件下的理想摆放模型,得到了更贴近实际使用的单根箔条平均雷达截面数值,为充分发挥箔条无源干扰效能打下基础。     

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.     

利用箔条云遮挡衰减效应加强对MTI雷达的干扰

基于回波能量和回波特征是雷达工作的两个相关体。MTI雷达从回波特征方面降低了箔条干扰的有效性。本文尝试从回波能量方面加强箔条云对MTI雷达的干扰,即考察箔条云的遮挡效应对MTI雷达的干扰,推导了箔条云对电磁波的衰减计算公式,计算结果表明箔条云的遮挡效应是“压制系数倍乘器”,这一设想是可行的,特别是保护运动速率极高的弹道导弹时,这是对抗MTI雷达的最大可能办法之一。     

箔条云极化特性与雷达散射截面测量研究

从最一般的电磁波椭圆极化方程出发,分析了线极化波和圆极化波的构成条件、极化分解和极化的合成方式;探讨了箔条云的散射特性和极化特性;重点研究了箔条云与测试雷达之间的极化特性匹配关系对散射截面测量结果的影响．最后,指出了箔条云雷达截面测量方式对箔条工程实践的作用．     

一种坐标轴型箔条的设计及散射特性研究

针对传统箔条干扰性能受指向、极化、雷达视角等因素影响严重的问题,提出了一种坐标轴构型的新型箔条结构,并采用电磁仿真软件计算其在不同频率、极化和入射角度情况下的散射特性.该类箔条由考虑了缩短效应的三根传统箔条相互正交连接组成三维直角坐标轴形状,连接点为三根传统箔条的中点.仿真实验和暗室测量结果表明:针对X波段（9.5~10.5 GHz）雷达设计的这种新型箔条,当雷达波以不同线极化方式从不同角度入射时,单个坐标轴型箔条的雷达散射截面积（radar cross section,RCS）（其是干扰效能的主要量度）变化幅度不超过3 dB,在5°的角度制作误差范围内仍具有较稳定的RCS;单个坐标轴型箔条的平均RCS比相同质量的传统箔条高约2.61 dB,但是对圆极化雷达的同极化干扰能力较弱;数量为5万且呈随机分布的坐标轴型箔条云RCS保持在-10 dBsm以上,并且在线极化和入射角度上具有较好的稳定性,具备掩护典型隐身目标的能力.     

飞行器二维翼面整形的物理光学理论

基于物理光学下散射场计算公式，本文进行雷达波入射方向对翼面散射能量分布影响的研究及翼面几何形状改变对散射能量分布影响的研究，提出了使翼面外形主要尺寸满足ｓｉｎｃ函数零点要求或满足ｓｉｎｃ函数旁瓣要求以雷达散射截面的整形理论。     

无源双极化标签式雷达目标及其应用

提出了一种用于雷达目标检测的L型无源双极化标签式雷达目标结构,研究了该标签的雷达散射特性,讨论了标签式雷达目标在机动车交通管制系统中的应用。利用L型金属结构的表面感应电流分布特性提高雷达目标的交叉极化散射特性,将雷达标签置于实际尺寸的机动车模型前窗之上,仿真并比较了机动车贴装雷达标签前后的雷达散射截面。分析表明:这种雷达标签对提高雷达对机动车辆的探测和识别能力实际有效,研究结果对于构建经济实用的机动车交通管制系统具有实际意义。     

单根箔条平均RCS改进算法研究

针对单根箔条平均雷达横截面积(RCS)的计算不准确的问题,应用二次辐射理论建立的箔条电磁散射模型,根据箔条极化情况,计算出不同入射极化条件下箔条丝和箔条云的平均散射截面,改进单根箔条的平均RCS计算误差.     

旋转对称物体的双站RCS估算

从物理光学（PO）积分方程入手，对旋转轴对称导体的双站雷达散射截面进行分析计算，并以旋转椭球为例，求出双站雷达散射截面计算式， 将该表达式退化到单站形式，计算结果与参考文献吻合较好，表明该方法的有效性。     

箔条云团RCS的概率分布

严格证明了在满足大数定理的条件下箔条云团的单站及双站雷达散射截面积(Radar Cross Section,RCS)的概率分布均为指数分布,箔条云团中偶极子的空间分布形式、空间取向及偶极子之间的互耦对RCS概率分布函数形式没有影响,这些因素的影响只体现在指数分布的数字特征上.     

均匀取向箔条云的RCS极值研究

箔条云的雷达回波为部分极化波,其散射波的极化度和RCS极值问题对于极化滤波、极化对比增强的效果具有重要的决定作用.首先用Mueller矩阵采表征了箔条云的变极化效应,基于Mueller矩阵对均匀取向箔条云散射波的极化程度、共极化和交叉极化的RCS极值进行了研究.研究发现,散射波的总能量不随发射极化改变,当发射波为线极化时,散射波的极化度最大,共极化RCS最大,交叉极化RCS最小,当发射波为圆极化时,散射波为完全未极化波,此时用任意的极化接收,平均功率是相同的.     

机载箔条弹投放方向研究

为研究机载箔条的投放方向问题,分别建立了导弹、箔条云和飞机的运动模型,以及箔条云的反射截面积模型。从三者之间的瞬时空间位置关系出发,以质心干扰成功的条件作为约束,对机载箔条的投放过程进行建模仿真。根据具体的仿真条件得到满足导弹最终跟踪箔条云的投放方向,并在此基础上,仿真得到当导弹击中箔条云发生爆炸时,不同投放方向对应的弹机之间的距离,从中选择出较大的弹机距离对应的投放方向。这些投放方向的选取有利于箔条质心干扰取得成功,提高了机载箔条的干扰性能。     

基于扫频时域法测量的RCS外推技术研究

大目标的室内RCS测量不易满足远场条件,外推技术可将测试距离大幅度缩短,从而克服此缺陷。针对点频连续波方法测试RCS精度很有限,致使外推结果精度不高,本文提出基于扫频的时域法RCS外推技术。扫频测试能得到高精度的时域测试数据,通过对时域数据进行有效的变换,获取准确的频域幅相信息,从而外推出较高精度的远场RCS,实现大目标的RCS测量。通过对金属圆柱的测试,验证了该技术的优越性。     

GRECO中棱边检测方法及其绕射场计算的改进

图形电磁计算(GRECO)方法是计算复杂目标高频区雷达散射截面(RCS)的有效方法之一.本文分析了原始GRECO方法在判定目标图象棱边象素的不足之处,给出了相应的改进措施.改进后的软件能够更准确、充分地判定目标的棱边象素及获得棱边参数.在边缘绕射场的计算方面,本文指出了相关文献中存在的错误^[1],给出了基于等效电磁流法(MEC)和物理绕射理论(PTD)的边缘绕射场计算式,及与物理光学(PO)场叠加求取RCS的完整表达式.计算实例表明,新的方法具有更高的准确度,与实验测量值吻合.     

目标RCS的计算和对消效果的统计分析

应用物理光学和等效电磁流等方法对有源隐身中被保护目标的RCS进行了计算，给出了某飞机模型RCS的理论计算值和平滑值。并采用数理统计的方法计算了有源隐身目标散射场和对消场差值的均值和均方差，在方位角分别以均匀和随机规律变化时，对目标散射场被对消的效果进行了统计分析。     

超电大目标与分形海面复合散射研究

舰船与海面构成复合目标,其雷达散射截面(RCS)的研究一直是电磁计算领域中的重点和难点。文中建立了Weierstrass分形海面和目标三角面元的几何模型以及基于物理光学法(PO)和弹跳射线法(SBR)的海面目标的电磁散射模型。采用OpenGL图形编程技术与C++多线程处理技术设计了一款可视化目标电磁散射预估系统(ESEE)V1.0,对比典型目标体RCS 与商业软件FEKO 的计算结果,验证了ESEE的可靠性。通过计算不同海况的海面RCS 及超电大尺寸舰船与海面复合散射RCS,分析了海面散射以及超电大目标与海面复合散射特性。