太赫兹目标RCS缩比测量技术

论述了国外基于微波上倍频、激光下变频、THz时域光谱三种典型太赫兹波目标雷达散射截面(RCS)缩比测试系统的构成、技术特点和应用范围。采用固态器件、基于微波上倍频技术集成研制了宽带太赫兹低频端目标RCS测量系统,采用基于扫频的时域法RCS测量技术和小角度旋转目标雷达合成孔径（ISAR）成像方法对小目标进行了电磁散射特性测量,获取了目标RCS和二维散射成像信息。     

用二维时域有限差分法计算机翼雷达散射截面

应用二维时域有限差分(FDTD)程序计算二维翼型NACA0012和金属方柱的双站雷达散射截面,与国内外文献上的结果进行比较,证明该程序的有效性.而后计算二维不同形状机翼的双站雷达散射截面(RCS)和不同后掠角时后掠翼和三角翼的双站RCS,得出不同形状机翼有不同的RCS分布;改变后掠角的大小可以改变机翼的RCS分布.因此,根据设计要求,可以通过选用不同机翼形状或不同大小的后掠角,使飞行器达到RCS减缩.     

基于快速物理光学法的太赫兹目标RCS计算

研究了一种基于快速物理光学法(FPO)计算太赫兹(THz)波段目标雷达散射截面(RCS)的方法。将目标散射体分解成若干个子区域,经相位补偿后计算出每个子区域的散射特性,经过插值、相位恢复和聚合得到整个散射体的散射特性,并对FPO在THz波段的应用进行了讨论。仿真结果表明:利用FPO法计算THz目标的RCS,能够在保证准确性的前提下,大大提高计算效率,节省计算时间。该研究对于THz波段的快速目标识别和成像有着重要的意义。     

基于电磁谐振分离的宽带低雷达截面超材料吸波体

基于超材料的电磁谐振特性, 设计、制作了一种极化无关的宽带低雷达散射截面 (radar cross section, RCS)超材料吸波体. 通过场分布和反演法分析了其吸波机理, 利用波导法和空间波法测试了其吸波率和RCS特性. 理论分析表明: 在平面波的作用下, 该吸波体对某一吸波频率在不同的位置分别提供电谐振和磁谐振, 对不同的吸波频率, 利用不同的介质层提供主要的能量损耗, 从而有效减弱了电磁耦合, 保证了宽频带的强吸收特性. 实验结果表明: 设计的三层结构吸波体吸波率达90%以上的带宽是单层结构的4.25倍, RCS减缩10 dB以上的带宽为5.1%, 其单元尺寸为0.17λ, 厚度仅为0.015λ. 该吸波体的低RCS特性还具有极化无关、宽入射角的特点, 且通过改变吸波体的夹层结构可以实现工作带宽的灵活调节. 关键词： 超材料吸波体 雷达散射截面 宽带 电磁谐振     

三维时变等离子体目标的电磁散射特性研究

基于电流密度拉普拉斯变换方法改进的时域有限差分(LTJEC-FDTD)算法, 研究时变等离子体目标的电磁散射特性.由Maxwell方程和等离子体本构方程出发, 利用拉普拉斯变换和拉普拉斯逆变换, 推导出计算三维时变问题的时域有限差分(FDTD)算法的迭代式. 采用模式匹配方法验证了FDTD迭代式的正确性, 并通过计算等离子体球的雷达散射截面(RCS)验证了算法相关边界的正确性. 最后用LTJEC-FDTD算法分析了涂覆时变等离子体的战斧式巡航导弹的RCS. 关键词： 时变等离子体 雷达散射截面 模式匹配方法 时域有限差分方法     

天线-罩系统的散射计算

应用物理光学法(PO)对天线-罩系统的散射特性进行分析。通过对罩壁的局部平板等效,导出了天线表面的感应电流和罩表面的等效电、磁流分布的计算公式。以口径天线-多层介质结构雷达罩为例,计算了天线、雷达罩及天线-罩系统的单、双站雷达散射截面(RCS),并研究了当照射波频率和天线扫描角变化时RCS的变化规律。     

多块对接网格技术在电磁场散射问题中的应用

采用多块对接网格技术和时域有限体积法(FVTD)研究了典型目标和多体的电磁场散射问题.控制方程采用三维一般曲线坐标系下的时变麦克斯韦方程组.时间方向采用四步Runge-Kutta方法,空间离散采用基于通量雅可比矩阵特征结构的通矢量差分分裂,依赖变量采用MUSCL插值.时间方向的计算精度为2阶,空间方向的计算精度可达3阶.典型算例的雷达散射截面(RCS)的计算结果与理论解吻合很好.对于多体问题计算与文献结果相当一致,说明该算法具有对复杂拓扑结构外形(包括多体问题)进行数值模拟的能力.     

基于极化转换超表面的宽带低雷达散射截面缝隙天线阵

提出了一种利用极化转换超表面(PCM)来缩减雷达散射截面(RCS)并保持缝隙天线阵列辐射特性的新型天线,在不影响天线性能的情况下实现了天线的宽带RCS缩减。该PCM由45°倾斜的开槽矩形贴片周期排布构成,它被放置在缝隙阵列天线的上表面,起到RCS缩减的功能。分析了RCS缩减的特点和原理,仿真和实验结果表明,带有PCM的缝隙天线阵在x极化和y极化波冲击下,单站RCS缩减带宽为8.0～21.8 GHz。同时天线的辐射特性在阻抗带宽、增益和辐射模式等方面都能保持良好性能。     

基于压缩感知的目标频空电磁散射特性快速分析

矩量法是求解目标电磁散射问题的一种常用数值方法,因其精度较高而被广泛应用.应用矩量法求解目标频空电磁散射特性时,随着入射波的角度和频率的变化,需要间隔很小的角度和频率步长反复求解矩量法生成的矩阵方程,运算量极大.为解决此类问题,本文结合压缩感知理论和渐近波形估计形成一种新的有效计算方法.首先,基于压缩感知理论引入一种富含空间信息的新型入射源,其次,在该入射源照射下应用渐近波形估计技术求解,从而快速实现目标频空电磁散射特性分析.     

角反射体RCS微波暗室测量及分析

角反射体雷达散射截面(RCS)的测量是雷达目标识别、成像等研究领域的一个关键环节;在对目标RCS测量原理分析的基础上,介绍了一个在微波暗室中基于紧缩场和矢量网络分析仪测量目标RCS的测量系统;利用该系统对角反射体垂直姿态和45°姿态的RCS进行了360度转角扫频的测量,结果与FEKO软件仿真计算的结果对比表明,两种方法得到的数据走势基本一致。     

热防护层覆盖弹体目标雷达散射截面的修正的等效电流近似法和图形计算电磁学法分析

将修正的等效电流近似法与图形计算电磁学法相结合引入到热防护层覆盖弹体目标的电磁散射问题的研究中.应用修正的等效电流近似法对介质和有耗表面进行散射计算,结合图形计算电磁学法,借助于计算机显示技术,将三维目标图形在计算机屏幕上投影,由图形加速卡完成遮挡和消隐工作,利用图形计算电磁学的积分公式,把三维空间的计算转化为二维空间的计算,大大降低了计算时间和复杂度.计算结果表明:当入射波频率较低时,热防护层的厚度不会影响弹体雷达截面值的大小,当频率升高,随着热防护层厚度的增加,弹体雷达截面值不断减小,说明热防护涂层为有耗介质,介电常数的虚部越大其消耗能量的能力越强,弹体雷达截面变化越明显;当热防护层中存在孔隙,热防护层厚度一定,孔隙率越大,雷达截面值越大,孔隙率为零时,雷达截面值最小.当孔隙率相同,热防护层越薄,其雷达截面值越大;当弹体在高空中出现脱粘现象,对弹体的雷达截面值影响不大.     

Subsurface detection of a buried object using angular correlation function measurement

Abstract

A new technique is proposed for subsurface detection of buried objects using the angular correlation function (ACF) measurement of scattered waves. Compared with the traditional detection technique which relies on radar cross section (intensity) measurement, this new ACF-based technique results in better signal-to-clutter ratio and thus higher target visibility. Laboratory experiments were conducted at millimetre-wave (80–105 GHz) and X-band (7–13 GHz) frequencies to illustrate the potential effectiveness of this new correlation approach over the traditional cross section approach.     

Radar cross section of the cavity with a loaded metal diaphragm

We propose a method for calculating the monostatic radar cross section of a two-dimensional cavity containing a plane-layered medium in the form of a loaded metal diaphragm which is located between two dielectric layers. The method is based on the modal technique and dyadic Green’s functions. The numerical results for the angular dependences of the radar cross section are presented for various parameters of the plane-layered medium. Limitations of the method and the possibilities of its further development are pointed out. __________ Translated from Izvestiya Vysshikh Uchebnykh Zavedenii, Radiofizika, Vol. 51, No. 4, pp. 320–327, April 2008.     

基于TF/SF方法的三维复合目标电磁散射FDFD研究

分析三维频域有限差分(FDFD)中通过总场-散射场(TF/SF)边界引入入射波的方法.基于等效原理,在TF/SF边界处设置等效面电磁流,将入射波引入总场区.根据边界附近节点的位置特点,将方程式中的相关节点加入或扣除入射波的相应分量修正FDFD方程式,使得方程式中的各节点满足同为总场或同为散射场的条件.算例结果验证了该方法的正确性.利用FDFD方法计算涂敷吸波材料的复合von Karman型弹头和某导弹模型的双站RCS(radar cross section),数值结果说明该方法是分析复合目标电磁散射问题的一种有效方法.     

A spectral domain approach to modelling of EM scattering for Synthetic Aperture Radar target recognition

A Fourier-based technique for electromagnetic (EM) wave reconstruction with application to polarimetric airborne and spaceborne radar data exploitation is presented. The method is different from conventional modelling techniques for Synthetic Aperture Radar (SAR) applications as a result of the full electromagnetic treatment of field interactions with the scatterer, the possibility of introducing new and controllable feature classes for target classification, and accurate decomposition of the source impulse response function that avoids potential errors (e.g. loss of coherent information) associated with the spherical phase approximations. The capability of extracting scatterer information such as the coherent radar cross section (RCS) is explored.     

基于未充分发展海谱的分形海面模型及其电磁散射研究

重构了未充分发展的完全海谱(NDFSS)，提出了一种更符合海面实际情况的基于NDFSS的分形模型(NDFFM)，使用双尺度法计算了NDFFM海面的后向雷达散射截面(BRCS)，详细讨论了NDFFM海面各形成参数与BRCS的关系.将计算数据与传统的分形模型和实测雷达数据进行比对，证明了该模型的准确性和有效性. 关键词： 未充分发展 完全海谱 分形模型 双尺度法     

时域小波Galerkin法在有耗地面与任意目标复合散射中的应用

采用时域小波Galerkin(WGTD)方法计算了有耗地面与三维目标的复合散射,其中连接边界采用三波法.得到近场数据后,为避免复杂的Sommerfeld积分用互易原理简化了外推过程.计算了地面目标的雷达散射截面,验证了WGTD方法的精度和有效性.与时域有限差分方法相比,WGTD方法具有色散线性好、节省内存、计算速度快等优点. 关键词： 时域小波Galerkin法 复合散射 有耗半空间     

A spectral domain approach to modelling of EM scattering for Synthetic Aperture Radar target recognition

A Fourier-based technique for electromagnetic (EM) wave reconstruction with application to polarimetric airborne and spaceborne radar data exploitation is presented. The method is different from conventional modelling techniques for Synthetic Aperture Radar (SAR) applications as a result of the full electromagnetic treatment of field interactions with the scatterer, the possibility of introducing new and controllable feature classes for target classification, and accurate decomposition of the source impulse response function that avoids potential errors (e.g. loss of coherent information) associated with the spherical phase approximations. The capability of extracting scatterer information such as the coherent radar cross section (RCS) is explored.