復(fù)雜目標(biāo)近區(qū)RCS理論模型

1、3.1復(fù)雜目標(biāo)近區(qū)RCS理論模型所有單位矢量帶人表示，波動(dòng)方程為exp (jkr),矢量用一表示如圖所示，rC為單個(gè)小面元的中心點(diǎn)坐標(biāo)處，r為小面元上的任一點(diǎn)，引信發(fā)射天線位r - r于T處，接收天線位于 處。在近場(chǎng)入射的情況下，入射波被視為均勻球面波，在小面元r上的 處球面波可表示如下：1Ei (,5= Eir E一Ki (r，)0 0 r f-r I-一T I 一其中r 0為入射場(chǎng)強(qiáng)E 0的參考距離， 為r處電場(chǎng)E O的單位矢量。電場(chǎng)的幅值是距離的函數(shù)，所以到每一個(gè)小面元的電場(chǎng)強(qiáng)度與引信天線到小面元的距離有關(guān)。這與遠(yuǎn)場(chǎng) 情況是不同的，遠(yuǎn)場(chǎng)情況，電場(chǎng)被看作是平面波，是不考慮這個(gè)距離關(guān)系的。對(duì)

2、于每個(gè)小面元的表面，入射場(chǎng)可看做是局部平面波。e 一 jk |r 一 rEi (r )r Eir C Texp jki (r - ri (r )a Ei r e-jcc_exp jki gr - r )/i (r )CT配圖：解釋相位問(wèn)題。圖(3-2)exp(-jkir-二)為平板面元上的r點(diǎn)相對(duì)于中心點(diǎn)相位e-現(xiàn)廣J的延遲，上式中同時(shí)r - r |近似為R 。其中，為入射波方向，R為小面元中心點(diǎn)到發(fā)射天線的距離，r為電TCT- CTC場(chǎng)方向的單位矢量。對(duì)于平面波，可求出它的磁場(chǎng)，所以入射磁場(chǎng)為Hi (r )=1 i xEi (r )= i x2i (r)Eir e：；C expjki (r

3、- r )c H cc 0 0 R口 cCTG(r - r，)=由一/4兀(r 一 r ) TOC o 1-5 h z VG(r -r，) = (1+*R RG(r - r )= (1 + jkR) g(r - r )R RRRHs(r)mVG(r - r )x J (r 9ds-一 一一C一1 LJ(1 +邱亳(r - r、)R x(2n x Hi (r )ds RC一其中我們用R代替R ; R為r - r ； R為lr - r L以上式子是針對(duì)自由空間單點(diǎn)的散射。 R當(dāng)計(jì)算整個(gè)小面元，則要考慮到面元上的不同點(diǎn)的相位延遲，即上式增加expjkRR（r -二）項(xiàng)。 TOC o 1-5 h z

4、以下公式對(duì)照?qǐng)D(3-1)：-Hs (r)=J + jkC)exp一jkR (r-r )G(r -r )R x2nxH (r M RC也CC CR_ C CR_=J + jYR exp一jkR (r 一r )Gr -r )R x笏xi xe (r )Eir 包 expkC -r )jdsRCCC CRC 00 r|RCC CRCT其中，r = r-r；r = r-r ；R 匚冬；G(r-r)= f =電；cr c cr c cr r c 4|r-r 4nRA=-2(蚓Er e-jkCR e一kRcT JexpjkR (r一r )exp一jk*r)dsR xnx:x& (r )H4R RC英 CC

5、 CR C TOC o 1-5 h z r / a. 1 c 一一 P2( + jkR )Er e-jRR e-j%T=-cR 00J exp(R -i)(r -r )dsR xnxi xe 偵vR4兀 R Rcr c crc對(duì)上式進(jìn)一步的化簡(jiǎn)=-(頃)0戶十疽 j expjtG-R)(r-r )dsR xnx/xe- (r )2v R2 Rcc crc對(duì)于平面波入射遠(yuǎn)場(chǎng)接收為了計(jì)算機(jī)的編程需要， 場(chǎng)的值(T + T +. + T )12Ns = R / R, R = Rs，其中矢量g/為入射波方向的單位矢量，為散射方向的單位矢量為小面元的單位法向k、2 WC k為 w -2療Jk_exp_

6、Wa + a可以將RCS定義為復(fù)數(shù)量，即包括幅度和相位。在遠(yuǎn)場(chǎng)累加的時(shí)候是相位和賦值的累加。仃=lim2,修R匚 exp( jkR)將E S帶入上式中，可得RCS平方根的物理光學(xué)表達(dá)式：1 一 ，一x h/exp jkr&. - s)ds頃口S對(duì)于任意的矩形平板,可以用r=r+點(diǎn)十時(shí)表示任意平板上的任意點(diǎn)，其中r為平00板的中心點(diǎn)，X，為以平板中心點(diǎn)為圓點(diǎn)的坐標(biāo)系(X,Y,Z)中的單位方向矢量。對(duì)于矩形平板，上面的物理光學(xué)積分的結(jié)果很簡(jiǎn)單，11八、嚇- 5)2 *呸項(xiàng))，.kLw.c D ，yn2嚀s)sin2唧&廠s) 的=j切七 x h無(wú)xp嗎故-sJL-2對(duì)于復(fù)雜目標(biāo)，其表面可以用許多小

7、面元在模擬，而三角面元比四邊形平板更準(zhǔn)確和方 便。對(duì)于任意的多邊形面元，可得到下面這個(gè)通用的式子：nV xh)sinL 林a W + a )1_L expjkr jg -就 0印) ?L、應(yīng)汨同2 L n是平板平面上垂直于w的單位矢量。T是w在平板平面上的投影長(zhǎng)度。n為S面的法矢量。所以由任一矢量v在S上的投影為Pr%) = v-(vn n ,t = |w -(w中)n?！緦?duì)以上考慮的所有后向散射情況，當(dāng)接受裝置極化取向于入射波極化方向時(shí)，極化項(xiàng) er*hi總是得出最大值，當(dāng)兩種極化相互正交時(shí)則嚴(yán)格地等于零。因此，物理光學(xué)法不能估 算交叉極化的回波。同樣，因?yàn)檫@個(gè)理論包括了光滑物體陰影邊界的錯(cuò)誤信息貢獻(xiàn)，所以最 好不要將該理論應(yīng)用于光滑的雙重彎曲物體