雷達(dá)散射截面積(RCS)的專業(yè)知識(shí)

散射截面積（RCS）是指與一個(gè)直徑為1.128米的完全導(dǎo)電球體的倍數(shù)。這個(gè)球體具有1平方米的可見(jiàn)表面，但對(duì)于后向散射來(lái)說(shuō)，其有效面積較小。

雷達(dá)散射截面積(Radar Cross Section, RCS)是目標(biāo)在雷達(dá)接收方向上反射雷達(dá)信號(hào)能力的度量，一個(gè)目標(biāo)的RCS等于單位立體角目標(biāo)在雷達(dá)接收天線方向上反射的功率(每單獨(dú)立體角)與入射到目標(biāo)處的功率密度(每平方米)之比。 目標(biāo)雷達(dá)散射截面積的一些特性可用一些簡(jiǎn)單的模型來(lái)描述，根據(jù)雷達(dá)波長(zhǎng)與目標(biāo)尺寸的相對(duì)關(guān)系，可分成三個(gè)區(qū)域來(lái)描述目標(biāo)的雷達(dá)散射截面積。

瑞利區(qū)。在此區(qū)域，目標(biāo)尺寸遠(yuǎn)小于信號(hào)波長(zhǎng)，目標(biāo)雷達(dá)散射截面積與雷達(dá)觀測(cè)角度關(guān)系不大，與雷達(dá)工作頻率的4次方成正比。

諧振區(qū)或Mie區(qū)。在此區(qū)域，波長(zhǎng)與目標(biāo)尺寸相當(dāng)。目標(biāo)雷達(dá)散射截面積隨著頻率變化而變化，變化范圍可達(dá)10dB；同時(shí)由于目標(biāo)形狀的不連續(xù)性，目標(biāo)雷達(dá)散射截面積隨雷達(dá)觀測(cè)角的變化而變化。

光學(xué)區(qū)。在此區(qū)域，目標(biāo)尺寸大于信號(hào)波長(zhǎng)，下限值通常比瑞利區(qū)目標(biāo)尺寸的上限值高一個(gè)數(shù)量級(jí)。簡(jiǎn)單形狀目標(biāo)的雷達(dá)散射截面積可以接近它們的光截面，目標(biāo)或雷達(dá)的移動(dòng)會(huì)造成視線角的變化，將導(dǎo)致目標(biāo)雷達(dá)散射截面積發(fā)生變化。

角反射器的RCS計(jì)算

除了圖1中的簡(jiǎn)單目標(biāo)的RCS可以用公式計(jì)算，有些形狀規(guī)則的角反射器也可以計(jì)算出其RCS，如下表所示：

復(fù)雜目標(biāo)對(duì)電磁波的作用包含鏡面反射、邊緣繞射、尖頂繞射、爬行波繞射、行波繞射和非細(xì)長(zhǎng)體因電磁突變引起的繞射等。對(duì)于常規(guī)飛機(jī)，它的散射場(chǎng)包括反射和繞射場(chǎng)，主要是鏡面反射和邊緣繞射起作用。

RCS評(píng)估和計(jì)算方法的使用需要注意是在哪個(gè)尺寸范圍內(nèi)來(lái)分析的。精確的方法是一麥克斯韋方程組的積分和微分形式為基礎(chǔ)，一般限于瑞利區(qū)和諧振區(qū)內(nèi)相對(duì)簡(jiǎn)單和小物體，而大多數(shù)近似方法則是為光學(xué)區(qū)開(kāi)發(fā)的。

復(fù)雜目標(biāo)的RCS值

相對(duì)復(fù)雜的目標(biāo)的RCS可通過(guò)幾種不同的逼近方法進(jìn)行測(cè)算。例如：幾何光學(xué)法(GO)，假定射線沿直線傳播，利用經(jīng)典的光線路徑理論；物理光學(xué)法(PO)運(yùn)用平面切線的近似并通過(guò)惠更斯原理計(jì)算RCS；幾何衍射理論(GTD)是一個(gè)合成系統(tǒng)，該系統(tǒng)建立在GO和衍射線的概念綜合的基礎(chǔ)上。

目標(biāo)的RCS可通過(guò)實(shí)驗(yàn)測(cè)量或計(jì)算機(jī)建模得到，但需要目標(biāo)的詳細(xì)信息，并且需要根據(jù)雷達(dá)工作頻率和雷達(dá)觀測(cè)角生成大量數(shù)據(jù)。下面給出的是X波段下不同目標(biāo)的RCS值范圍：