一种加载超材料吸波体的新型三面角反射器设计

针对传统角反射器的性能强烈依赖于入射波长,难以对抗变频雷达探测的问题,设计了一种加载超材料吸波体的新型三面角反射器。在8 GHz与12 GHz两个频点,产生近似相同的后向雷达散射截面(RCS)。对该角反射器的性能进行测试验证。结果表明:加载超材料吸波体后,在12 GHz频点,其RCS值下降约3.6 dBsm,在8 GHz频点,其RCS值与普通角反射器相比,下降约0.1 dBsm。新型角反射器的性能满足设计要求,为有效对抗变频雷达对角反射器假目标的探测与识别提供了新的途径。     

一种旋转型的角反射器的设计

金属角反射器是对敌雷达探测进行无源干扰的重要装备，但尺寸固定时，雷达散射截面（RCS）无法改变，使用范围受到限制。为解决上述问题，将角反射器的各面设计成由若干自由旋转的小金属板组成，通过旋转小金属板，改变角反射器有效反射面积，使其RCS可变。计算结果表明，随着金属板旋转角度的变化，角反射器的RCS峰值大小和方向图宽度都逐渐变化。该设计拓宽了角反射器的使用范围，有一定的应用前景。     

角反射器在太赫兹波段的散射特性研究

太赫兹雷达散射特性的研究对于目标识别、跟踪以及截获有重要意义.设计了0.22 THz频率步进雷达散射截面(Radar Cross section,RCS)测量系统,提出了针对频率步进太赫兹雷达信号体制下,角反射器RCS的提取方法.采用实验与仿真相结合的方式,得到了单个角反射器和角反射器组在4°范围内的太赫兹雷达散射截面.结果表明,角反射器类目标的RCS实验测量结果与理论计算结果在误差范围内一致性较好,为进一步精确测量目标在太赫兹波段的散射特性奠定了研究基础.     

多级旋转式角反射器阵列电磁散射特性分析

为了提升对地面重要目标的末端防护能力及战场生存能力,本文给出了一种雷达散射截面（radar cross section, RCS）特性可调的新型角反射器结构,并基于此完成了多级旋转式角反射器阵列设计.此阵列由多个双层叠加的阵列单元组成,其中每个角反射器可绕中心轴进行旋转,并且内部反射叶片也可进行旋转,从而实现对角反射器及阵列不同角度RCS特性的调节.基于CST软件对典型线性及圆形两种阵列形式的RCS特性进行了建模及仿真分析,并针对阵列不同布设间隔以及俯仰角度情况的周向RCS特性进行了寻优分析,仿真结果验证了多级旋转式角反射器阵列RCS灵活多变的特性,为地面重要目标的末端防护提供了一种思路.     

海面角反射器的极化旋转域特性研究

为满足各向异性雷达散射截面积（radar cross section,RCS）角反射器的目标需求,本文设计了一种异型多面体雷达角反射器,并对其电磁散射特性进行了分析. 该结构在不同电磁波入射方向下具有不同的电磁散射特性,在不同威胁探测方向上具有不同的干扰效果,其最大RCS能够达到281.84 m². 异型多面体角反射器可以应用于多种场景下,将其配置在被保护重点目标区域附近,以特定的排列方式进行布设,当保护目标受到威胁时将会在被保护目标周围产生多个假目标,干扰敌方雷达制导武器.

     

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.     

基于绕射场修正快速迭代物理光学法的海面舰船与角反阵列电磁散射分析

随着雷达技术的发展,雷达制导武器严重威胁着海面舰船目标的安全.为了保护海面航线的舰船,多面角反射器得到了广泛利用.本文以海上舰船与角反射器阵列组合为分析目标,针对其散射作用强、局部耦合明显的目标散射特征,提出了局部迭代物理光学（iterative physical optics, IPO）方法进行高效的电磁散射建模,并采用快速多极子技术与GPU并行技术实现了大场景海面复杂目标与角反干扰阵列的快速雷达散射截面积（radar cross section,RCS）仿真计算.该方法通过将电流迭代求解再辐射作用的区域截断在射线路径周围的局部区域内的操作,减少了IPO方法中分析复杂目标的电磁散射过程所产生相互作用的循环计算未知量.同时该方法考虑了边缘绕射场对目标RCS的影响,并利用绕射场对表面反射场进行修正.不同类型舰船的角反射器阵列的仿真结果表明,本文方法可为海战场反电子侦察提供有效的理论实现方案.     

雷达角反射器的研究进展及展望

为了提高雷达角反射器的电磁特性模拟灵活度,提出了两种新型电磁特性可调控雷达角反射器设计：一种通过引入幅度调控结构加载电阻阻值随电压变化的PIN二极管改变反射系数幅度;另一种通过引入相位调控结构加载电容随偏置电压变化的变容二极管改变反射系数相位. 以正方形三面角反射器为例进行仿真验证,通过对幅度调控结构进行空间调制实现雷达散射截面积（radar cross section, RCS）变化,且变化范围在30 dBsm以上;通过对相位调控结构进行时间调制实现二维像偏移,在设定的成像场景下产生1.875 m的偏移距离. 理论分析结果与全波仿真结果吻合较好,表明了本文分析方法的可行性. 该研究方法将时空调制理论应用于雷达角反射器上模拟RCS可变、距离可变的目标,为其应用提供了更广阔的应用思路和背景支持.

     

新型多维电磁特性可调控雷达角反射器设计方法研究

为了提高雷达角反射器的电磁特性模拟灵活度,提出了两种新型电磁特性可调控雷达角反射器设计：一种通过引入幅度调控结构加载电阻阻值随电压变化的PIN二极管改变反射系数幅度;另一种通过引入相位调控结构加载电容随偏置电压变化的变容二极管改变反射系数相位.以正方形三面角反射器为例进行仿真验证,通过对幅度调控结构进行空间调制实现雷达散射截面积（radar cross section, RCS）变化,且变化范围在30dBsm以上;通过对相位调控结构进行时间调制实现二维像偏移,在设定的成像场景下产生1.875 m的偏移距离.理论分析结果与全波仿真结果吻合较好,表明了本文分析方法的可行性.该研究方法将时空调制理论应用于雷达角反射器上模拟RCS可变、距离可变的目标,为其应用提供了更广阔的应用思路和背景支持.     

一种靶标用菱形RCS角反射器设计

角反射器结构对入射电磁波有很强的反射能力,装备平台上一些不可避免的角结构会导致较大的雷达散射截面（radar cross section,RCS）,不利于装备隐身和生存. 为实现角反射器结构的隐身设计,本文提出一种基于相位对消超表面的二面角反射器（dihedral corner reflector, DCR）的单站RCS减缩方法. 论文首先分析了采用相位对消超表面实现DCR RCS减缩的基本原理,然后设计了两种超表面单元,反射相位差180°±37°的相位对消频带为7.6～17.6 GHz. 两种超表面单元交错排布组成棋盘结构的相位对消超表面,能够减小宽带范围内平面结构的镜像方向双站RCS. 用相位对消超表面替换DCR其中的一个侧面,在不改变反射器外形条件下,在整个X和Ku波段单站RCS实现了减缩,最大RCS减缩达到29.5 dB. 仿真分析和测试结果均验证了采用相位对消超表面实现对DCR宽带RCS减缩的有效性.

     

Radar cross-section enhancement of dihedral corner reflector using fractal-based metallo-dielectric structures

Effective use of fractal-based metallo-dielectric structures for enhancing the radar cross-section (RCS) of dihedral corner reflectors is reported. RCS enhancement of about 30 dBsm is obtained for corner reflectors with corner angles other than 90deg. This may find application in remote sensing and synthetic aperture radar     

一种新型宽带雷达伪装网设计

根据电磁散射原理设计的“多元柔性散射体”专用功能件,与传统光学伪装网综合一体,实现了光学伪装网向雷达伪装功能的扩展,使其在光学伪装功能外,同时具有在宽带雷达波段内的雷达伪装功能。使用该网能够有效降低防护目标的RCS,使雷达探测距离被缩减,达到雷达隐身效果。     

基于伪装结构兼容设计的目标RCS仿真分析

伪装遮障是掩盖工程施工活动的有效措施,支撑骨架一般采用轻钢结构,其金属材质与外部构型,在雷达侦察下,会形成强散射暴露工程位置。本文针对伪装与结构的兼容设计,在满足结构稳定性和伪装隐蔽性的同时,通过对比同等遮障面积下不同钢柱截面的用钢量,得出优先采用方形截面柱以提高经济性的结论。同时,对大跨度遮障柱网的布局给出合理建议。随后,利用电大尺寸仿真,分类计算了多种仿形屋面结构随雷达威胁方向变化的远场RCS值,分析了多种起伏特征对结构RCS的影响规律,研究结果表明,根据地势的不同,对屋面设置特定方向的起伏能有效规避强散射的形成,可为防雷达伪装遮障的方案制定提供设计依据。     

Optimum corner reflectors for calibration of imaging radars

Trihedral corner reflectors are widely used as calibration targets for imaging radars because of their large radar cross section (RCS) and extremely wide RCS pattern. An important source of uncertainty in the RCS of a trihedral sitting on a ground plane is the coherent interaction of the ground plane with the trihedral. At UHF and low microwave frequencies the large physical size of corner reflectors become a limiting factor in regard to difficulties in field deployment and deviation of their RCS from the expected values. In this paper, a general class of corner reflectors with high-aperture efficiency referred to as self-illuminating corner reflectors, is introduced whose coherent interaction with the surrounding terrain is minimized and their total surface area is two-thirds of that of a triangular corner reflector having the same maximum RCS. Analytical expressions based on geometrical optics and a new numerical solution based on near-field physical optics for the RCS of two simple self-illuminating corner reflectors are presented and compared with backscatter measurements. Also the panel geometry for an optimum corner reflector which has the shortest edge length among polygonal self-illuminating corner reflectors is obtained. High-aperture efficiency is achieved at the expense of azimuth and elevation beamwidth. It is shown that the 1-dB RCS beamwidths of the optimal corner reflectors, both in azimuth and elevation directions, are about 16°. RCS measurements of corner reflectors in the presence of a ground plane show that the RCS of self-illuminating corner reflectors are less affected by the coherent ground interaction     

一种角反射体雷达散射截面积的高频预估算法

几何光学/区域投影(Geometrical Optics/Area Projection, GO/AP)法是一种综合利用GO和AP进行电大尺寸目标单站雷达散射截面积(Radar Cross Section, RCS)预估的高频混合算法.文章推导建立了利用GO/AP法进行RCS预估的通用流程, 计算出不同入射方向下三角形三面角反射RCS的完整表达式; 将其与RCS最大值的经验公式以及FEKO软件的仿真结果进行对比, 验证了GO/AP法的可行性; 在边界入射方向对GO/AP算法进行改进, 进一步拓宽了GO/AP法对观察角的适应范围.     

三面角反射器的高频电磁散射分析

几何光学/区域投影(Geometrical Optics/Area Projection, GO/AP)法是一种综合利用GO和AP进行电大尺寸目标单站雷达散射截面积(Radar Cross Section, RCS)预估的高频混合算法.文章推导建立了利用GO/AP法进行RCS预估的通用流程, 计算出不同入射方向下三角形三面角反射RCS的完整表达式; 将其与RCS最大值的经验公式以及FEKO软件的仿真结果进行对比, 验证了GO/AP法的可行性; 在边界入射方向对GO/AP算法进行改进, 进一步拓宽了GO/AP法对观察角的适应范围.