F-117A隐身飞机的低频段RCS计算

本文在采用计算机图形学对F-117A隐身飞机进行电磁建模的基础上，利用FDTD方法和电磁计算软件Microwave Studio对F-117A隐身飞机在低频段（短波和米波波段）的RCS进行了计算，包括不同极化和不同入射角度条件下的单站和双站RCS。比较两种方法的计算结果表明：在低频段F-117A飞机有可能出现较强的谐振频率点，因而利用低频段雷达有可能实现对隐身飞机等低可探测目标的检测和跟踪。     

基于FEKO 隐身飞机目标建模及探测仿真研究

针对商业电磁计算软件FEKO 具有多种数据导入接口的特点,首先利用Ansys 软件和Hypermesh 软件进行精细化建模,结合所建立的飞机模型选择合适的电磁计算方法仿真分析了典型隐身飞机目标F-22 的雷达散射截面(RCS)特性;然后,通过POSTFEKO 模块构建了目标的RCS 数据库;最后,从单基地雷达方程出发,分别从不同飞行高度、不同探测距离两个方面仿真计算了单基地雷达对隐身飞机目标F-22 的探测范围。该研究方法为建立军事目标特性数字化系统提供了理论分析和数据支撑。     

基于雷达成像的地面停留隐身飞机探测

隐身飞机的电磁散射特性和雷达成像是反隐身的重要研究内容。国内对隐身飞机散射特性的研究基本集中在雷达散射截面(RCS)的计算和分析方面,该文则侧重于对隐身飞机的合成孔径雷达(SAR)成像进行仿真和分析。RCS分析侧重于探测在空中飞行的隐身飞机,而SAR成像可用于探测停留在地面的隐身飞机。以F-22飞机为例,进行隐身飞机的SAR成像仿真,研究结果表明,目前美国的隐身飞机并不是全角度隐身的,用机载SAR成像雷达可以发现停留在机场上的隐身飞机。     

反隐身飞机突防战术仿真

为研究体系作战条件下地基雷达组网和预警机结合探测隐身飞机能力,基于隐身飞机三维建模并计算雷达散射截面积(Radar Cross Section, RCS),分析了隐身飞机突防过程中不同时刻雷达探测性能变化情况。首先,采用专业软件建立了某型隐身飞机三角面元模型,采用物理光学法(Physical Optics, PO)计算了飞机RCS。其次,建立了雷达坐标系与飞机机身坐标系转换关系,计算了不同时刻机身坐标系中雷达照射角度。最后,通过构建隐身飞机突防模型,研究不同时刻地基雷达组网和预警机联合探测隐身飞机的雷达探测距离和探测概率变化情况。仿真结果表明,地基雷达组网和预警机能够有效利用隐身飞机侧向、后方和上方RCS较大(10～20 dB)的特点,其中,预警机最大探测距离达151 km,平均探测距离在80 km左右,地基雷达组网的平均距离探测为50 km左右,对隐身飞机具有良好探测能力。     

战术机动对隐身飞机检测概率的影响研究

针对隐身飞机机动战术的应用问题,讨论了战术机动飞行对动态RCS 以及动态目标检测的影响。首先对某典型隐身飞机的外形进行了电磁建模,计算其全空域静态RCS,接着分别从俯仰、偏航以及滚转三个方面研究了机动飞行与雷达视线角的关系,最后建立了目标检测概率数学计算模型,利用MATLAB 编程仿真了隐身飞机采取不同机动后对动态RCS 序列及检测概率的影响,仿真结果表明隐身飞机采用战术机动时能够显著改变检测概率。该研究为隐身飞机采取战术机动突防手段提供了仿真理论和实验依据。     

基于FEKO和CST的太赫兹目标RCS仿真

利用 FEKO和 CST 2套电磁计算软件对太赫兹频段目标雷达散射截面(RCS)进行对比仿真。首先计算同一理想导体球在1 GHz~500 GHz频率范围内的 RCS,得到理想导体球的 RCS特性曲线,与理论值进行比较,得出太赫兹频段下两者仿真性能相差较小的结论。然后分别对理想导体球、圆柱体和方形平板在太赫兹频段下不同姿态角的 RCS值进行计算,结果表明,两者在 RCS仿真上因目标不同而呈现不同性能,在计算中应根据实际目标选取合适的软件进行计算。     

电子干扰掩护下隐身飞机低空突防战术仿真分析

为研究电子干扰掩护条件下隐身飞机低空、超低空突防战术作战效能，基于某典型隐身飞机动态雷达散射截面（radar cross section, RCS）和地面对电磁波的反射效应，研究了低空突防战术对雷达探测性能的影响.首先，采用坐标转换矩阵计算不同时刻雷达照射飞机角度，通过高频近似算法计算突防过程中飞机的动态RCS序列；其次，引入雷达和干扰机天线方向图传播因子F和Fj，表征地面对电磁波的反射效应，推导雷达方程，得到雷达探测距离和探测概率；最后，针对构建的隐身飞机突防场景，通过计算机进行仿真，分析飞行高度、地面起伏等参数变化对雷达探测性能的影响.仿真结果表明，在电子干扰掩护下，利用隐身飞机在鼻锥方向的低可探测性能，采用低空、超低空突防战术能显著降低雷达对隐身飞机的探测性能，而地面反射效应对雷达探测性能具有明显影响.研究结果可为作战训练中灵活运用该战术提供理论参考.     

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。     

倾斜双垂尾L频段电磁散射特点分析

利用低散射载体,应用电磁仿真手段分析隐身飞机所采用的倾斜双垂尾的电磁散射特点。建立典型倾斜双垂尾模型,采用多层快速多极子算法（MLFMM）进行仿真计算,获得其方位角特性及雷达散射截面（RCS）量级。针对尾翼位置、倾斜角度、边缘后掠角等尾翼关键几何设计参数,建立变参数模型并进行多方案仿真。基于计算结果,分析参数敏感性,获得以上设计参数对RCS的影响规律及具体影响量级,为隐身性能约束下的尾翼设计提供参考。     

米波频段飞机目标全极化散射仿真与特性分析

该文基于全极化雷达对空探测和目标识别的应用需求,研究了飞机目标全极化散射特性,特别是交叉极化散射的产生原理和可利用性。在米波频段对隐身和非隐身飞机目标开展了数值建模和仿真计算;分析对比了不同飞机目标的极化散射空域分布特性,分析了不同的外形结构产生强交叉极化的条件。结果表明:非隐身飞机具有较丰富的极化散射特性,有利于雷达目标的极化识别。      

改变散射体RCS方向特性的有源加载方法研究

散射体的雷达横截面积(RCS)随着观测角度的不同而发生变化。对高频区的散射体电磁散射特性进行了建模,根据各个散射中心的位置关系和信号入射角度,计算散射体在特定方向上的RCS。提出了集中式和分布式的有源加载方法改变散射体RCS方向特性,通过施放有源干扰信号使散射体在特定方向上的RCS方向图出现凹点。仿真结果表明,该方法可以有效改变散射体的RCS方向特性,在特定方向上实现散射体射频隐身。     

隐身雷达罩技术研究进展综述

雷达罩作为飞行器的结构/透波功能一体化部件,其隐身要求具有很大的技术挑战性。雷达罩的隐身设计与实现必须保证雷达天线工作频带内的透波功能,实现雷达罩透波/隐身的一体化功能。隐身雷达罩是航空武器装备实现隐身性能的关键部件,对于降低飞行器头向RCS值、提高飞行器的综合性能和作战效能具有举足轻重的作用。文中分析了雷达罩的散射特点,综述了各种雷达罩隐身措施的具体途径及优缺点,重点阐述了频率选择表面技术、电磁带隙、等离子体隐身技术及超材料等技术的特点、实现隐身的作用机理及在隐身雷达罩中的应用,指出了未来发展的趋势。     

频率选择雷达吸波体研究进展

近年来频率选择雷达吸波体(FSR)受到了越来越多的关注,不同于传统的频率选择表面(FSS),FSR能够吸收带外具有威胁性的电磁波,同时无耗透射带内需要的电磁波。因此,采用FSR设计而成的雷达天线罩覆盖在雷达前方并不会影响雷达的正常工作。FSR在军事应用上具有很大的潜力,可以用来减少雷达散射截面(RCS)并提升隐身性能。文章介绍了FSR的国内外研究现状,针对现有FSR类型的部分缺失,提出一类新型的带吸型FSR并给出对应定义,在此基础上研究了一系列具有不同性能面向不同应用的带吸型FSR。     

雷达网反隐身优化部署决策模型及算法研究

隐身目标的RCS在空域、频域及极化域等方面均呈现出不一致特性。利用隐身目标的低隐身效果的“空域窗口”优化多部雷达布站，是一项具有现实意义的课题。基于对隐身飞机RCS与雷达波入射角关系的具体分析，提出了雷达网消盲指数的概念和定量表达式，建立了一种小型雷达群的空域反隐身优化部署决策模型，并对具体的优化部署算法进行了研究。利用典型雷达装备进行的仿真试验验证了其有效性。     

钝角二面角全极化双基地RCS统计建模

钝角二面角结构在目标的隐身特性中发挥着重要作用,但其双基地特性尚不明确.采用电磁仿真与统计建模相结合的方法,从频域、空域、极化域和统计分布角度对其双基地散射特性进行分析.研究表明,在电尺寸较小时,双基地散射增强特性并不明显,单/双基地RCS概率密度分布差异大,共极化的双基地RCS概率密度分布呈现双峰特性,为此提出了双对...     

收发分置条件下F-117A隐身飞机雷达截面积研究

针对F117A隐身飞机通过独特的几何外形设计来实现隐身的特点,利用电磁仿真软件XFDTD计算和分析了其收发分置条件下的电磁散射特性,包括频率相同时不同双站角、同一双站角时不同频率的雷达截面积在水平面和垂直面变化的特性。通过计算获得了一些有价值的数据和结论,为收发分置体制雷达反隐身设计提供了理论依据。     

快速产生的时变等离子体对目标隐身的研究

分析了时变非磁化等离子体的隐身作用。研究了时变等离子体对入射电磁波的频率上移，这将使雷达回波的频率偏离开敌方接受回波的频谱范围，使目标的RCS减小，同时，给出了时变等离子体对入射电磁波的碰撞衰减并计算了时变等离子体对电磁波的反射系数。     

具有隐身结构飞机短波散射截面

对微波雷达具有隐身作用的飞机,其形体较为复杂且表面涂敷有强吸波材料。在对一种具有隐身几何外形结构实际尺寸飞机进行计算建模的基础上,文中采用ＦＤＴＤ技术得到了两种极化状态下该飞机无涂敷时不同方向上的短波雷达截面（ＲＣＳ）值。其结果显示了这种隐身几何外形飞机在短波波段有明显的频率谐振特性、极化特性和较大的ＲＣＳ（１０￣３０ｄＢｍ＾２）,可为天波超视距雷达在选择工作频率时提供理论参考,并定量地说明天波超     

不均匀等离子体球的电磁波轨迹及其应用

分析了非均匀等离子体球对电磁波的折射隐身。用变分法给出了电磁波在等离子体球中的轨迹。讨论了等离子体自由电子密度分布与电磁波的返转点、目标的RCS缩减的关系。分析发现，等离子体的电子密度变化对目标隐身效果影响很大，等离子体的电子密度随伴径变化得越快隐身效果越好。