0 写在前面
用勇气改变可以改变的事情,用胸怀接受不能改变的事情,用智慧分辨二者的不同。 ——李开复
1 基本概念
雷达散射截面积(Radar Cross Section,RCS):雷达横截面(RCS)是一个假设区域,它将拦截目标处的入射功率,如果各向同性散射,则会在雷达处产生与实际目标相同的回波功率。
决定RCS因素:
Threat’s View of the Radar Range Equation:
2 典型目标RCS
炮弹雷达截面图:
Radar Cross Section of Cessna 150L:
RCS的视角相关性:
RCS例子:目标的雷达截面跨度至少为50 dB。
3 目标物理散射机制
目标RCS贡献者:结构(车身形状、控制表面等);航空电子设备(高度计、导引头、全球定位系统等);推进(发动机进气口和排气口等)。
任意目标的散射机制:
Measured RCS of C-29 Aircraft Model:
4 RCS预测技术
RCS分析技术:全尺度测量;缩放模型测量;理论预测。
全尺度测量:泡沫柱支座:聚苯乙烯泡沫塑料的介电属性接近自由空间的介电性能;金属挂架安装:金属挂架形状可减少雷达反射;可以使用背景减法。
Full Scale Measurement of Johnson Generic Aircraft Model (JGAM):
距离紧凑型RCS测量:
5 缩放比例模型
缩放比例模型:
Scaling of RCS of Targets:
6 RCS计算方法
6.1 基本介绍
Radar Cross Section Calculation Methods:
球体RCS: 雷达截面计算问题。
高频RCS近似:
Radar Cross Section Calculation Issues:
RCS Calculation - Overview:
麦克斯韦方程组:
Maxwell’s Equations in Time-Harmonic Form:
边界条件:
散射矩阵:
6.2 时域有限差分(Finite Difference- Time Domain ,FD-TD)
Finite Difference- Time Domain (FD-TD) Overview:Solve Differential Form of Maxwell’s Equation’s for Exact Fields。
直角坐标系下的麦克斯韦方程组:
麦克斯韦方程的离散形式:
FD-TD Calculations and Absorbing Boundary Conditions (ABC):
RCS Calculations Using the FD-TD Method:
Description of Scattering Cases on Video:
球面短脉冲的后向散射:
6.3 矩量法(Method of Moments,MOM)
电磁散射:确定散射场的两步过程:确定感应表面电流;计算电流辐射的场。
Method of Moments (MoM) Overview:Solve Integral Form of Maxwell’s Equation’s for Exact Currents。
标准球面坐标系:
MOM计算的球面坐标系:
MOM方法:
Method of Moments (continued once):
Method of Moments (continued twice):
Method of Moments (continued again):
Method of Moments (one last time):
Monostatic RCS of a Square Plate:
用于矩量法RCS计算的JGAM表面贴片模型:
Summary - Method of Moments:
Comparison of MoM and FD-TD Techniques:
6.4 几何光学(Geometrical Optics ,GO)
Geometrical Optics (GO) - Overview:Current Contribution Assumed to Vanish Except at Isolated Specular Points。
单反射和双反射:
6.5 物理光学(Physical Optics,PO)
Physical Optics (PO) Overview:Currents Approximated by Tangent Plane Method。
物理光学:
垂直入射和斜入射:
Monostatic RCS of a Square Plate:
6.6 几何衍射理论(Geometrical Theory of Diffraction ,GTD)
Geometrical Theory of Diffraction (GTD) Overview:**Geometrical Optics with Added Edge Current Contribution。
Geometrical Theory of Diffraction (GTD):
6.7 衍射物理理论(Physical Theory of Diffraction ,PTD)
Physical Theory of Diffraction (PTD) Overview:Physical Optics with Added Edge Current Contribution。
Physical Theory of Diffraction (PTD):
Normal and Oblique Diffraction:
后缘/前缘衍射:
Monostatic RCS of a Square Plate:
Measured and Predicted RCS of JGAM:
RCS Prediction Techniques Family Tree:
Comparison of Different RCS Calculation Techniques:
Corner Reflectors:
7 总结讨论
8 参考文献
[1] 百度翻译
[2] MIT 公开课: Radar Systems Engineering