馬 捷,周世鋼,施坤林,黃 崢,米海濤,陳 曦,馬岸英,李建瀛,李 鐵,李楚寶,李 崗

(1.西安機(jī)電信息技術(shù)研究所,陜西 西安 710065;2.西北工業(yè)大學(xué),陜西 西安 710072;3.北京理工大學(xué),北京 100081)

0 引言

雷達(dá)散射截面(radar cross section,RCS)是衡量目標(biāo)在特定狀態(tài)下對入射電磁波的散射能力的物理量,在雷達(dá)原理中有著至關(guān)重要的作用,是用于雷達(dá)鏈路預(yù)算、體制參數(shù)確定以及探測性能評估等工作的核心參數(shù)之一。傳統(tǒng)雷達(dá)散射截面的定義為[1]

(1)

式(1)中,E0為照射到目標(biāo)上的入射波的電場強(qiáng)度,Es是雷達(dá)所在處的散射波的電場強(qiáng)度。

式(1)要求雷達(dá)和目標(biāo)間的距離是無限大的量,這種限制實(shí)際上要求RCS的適用場景具備三個條件:1) 散射目標(biāo)離發(fā)射天線足夠遠(yuǎn),使得入射電磁波可以看作平面波,即相對于發(fā)射天線口徑,距離足夠大;2) 散射場點(diǎn)位置距離散射目標(biāo)足夠遠(yuǎn),散射計(jì)算滿足遠(yuǎn)場條件,即相對于目標(biāo)大小,距離足夠大;3) 接收天線距離目標(biāo)足夠遠(yuǎn),使得接收天線口徑處電場等幅同相,即相對于接收天線口徑,距離足夠大。

實(shí)際在雷達(dá)工作時,距離散射目標(biāo)也不可能都是無限遠(yuǎn)。對于傳統(tǒng)RCS適用的距離,借用天線遠(yuǎn)區(qū)場的概念,文獻(xiàn)[2]給出了滿足遠(yuǎn)場條件的距離近似計(jì)算公式,雷達(dá)的工作頻率越高,滿足遠(yuǎn)區(qū)場條件的距離越遠(yuǎn)。近年來在軍用、民用雷達(dá)領(lǐng)域,尤其是各類近程雷達(dá)探測領(lǐng)域(如汽車?yán)走_(dá)、室內(nèi)定位系統(tǒng)、導(dǎo)引頭、引信等),探測頻率越來越高,毫米波、太赫茲頻段應(yīng)用越來越廣泛,對目標(biāo)RCS達(dá)到平方米量級的物體探測的遠(yuǎn)場條件往往需要達(dá)到幾公里甚至十幾公里,傳統(tǒng)RCS定義需求的遠(yuǎn)場條件不再滿足,因此需要對RCS的計(jì)算做進(jìn)一步修正,完善傳統(tǒng)RCS基本定義即公式(1),將R趨于無限大的條件消除掉,形成能夠統(tǒng)一近遠(yuǎn)場的廣義RCS定義。

從20世紀(jì)80年代起,國內(nèi)外學(xué)者便對近場RCS展開研究。早期,部分學(xué)者將幾何尺寸較大的散射目標(biāo)的近場散射問題劃分為由許多小尺寸單元組成的目標(biāo)散射問題[3],對于每一個單元而言,均能滿足雷達(dá)探測的遠(yuǎn)場條件,因此目標(biāo)的總RCS則定義為各個單元RCS的疊加。然而,這種方法沒有考慮各個單元間的內(nèi)在耦合,導(dǎo)致計(jì)算結(jié)果不準(zhǔn)確。文獻(xiàn)[4]基于遠(yuǎn)場RCS引入了天線遠(yuǎn)場輻射方向圖和增益來定義近場RCS,很多研究人員基于此定義進(jìn)行了近場RCS的計(jì)算以及系統(tǒng)分析[5-9]。文獻(xiàn)[10-11]分析了天線遠(yuǎn)場輻射方向圖對于近場RCS特性的影響?？梢钥闯?上述文獻(xiàn)定義的RCS和外加天線遠(yuǎn)場輻射方向圖特性有關(guān)。而RCS是反映目標(biāo)對于電磁波散射能力的物理量,只能與目標(biāo)本身有關(guān),不應(yīng)該與發(fā)射(或接收)天線的特性相關(guān)。

文獻(xiàn)[12]直接采用式(1)的形式對目標(biāo)的RCS進(jìn)行定義,R選取為實(shí)際天線到目標(biāo)幾何中心的距離,天線采用全向輻射天線。該定義不再考慮天線對于散射目標(biāo)RCS影響,但是該定義難以反映目標(biāo)局部照射時的情況,在具體進(jìn)行雷達(dá)系統(tǒng)分析計(jì)算中應(yīng)用該定義會產(chǎn)生較大誤差。文獻(xiàn)[13]采用在散射目標(biāo)表面加單位包圍面,引入電偶極子和磁偶極子,對近場RCS進(jìn)行了重新定義,然而基于此定義計(jì)算雷達(dá)收發(fā)信號關(guān)系時需要輸入目標(biāo)物理尺寸信息,不能實(shí)現(xiàn)系統(tǒng)評估過程的數(shù)據(jù)化計(jì)算,分析雷達(dá)收/發(fā)信號時仍然采用天線遠(yuǎn)場輻射方向圖,沒有擺脫天線的遠(yuǎn)場條件限制。

參考傳統(tǒng)RCS定義在雷達(dá)領(lǐng)域應(yīng)用的普適性和簡便性,近場散射RCS的定義需要具備以下三個特征:

1) 近場散射RCS僅與目標(biāo)形狀、材質(zhì)以及與收發(fā)天線的相對位置有關(guān),與收發(fā)天線的輻射參數(shù)無關(guān);

2) 廣義RCS定義能夠統(tǒng)一近遠(yuǎn)場電磁散射特性,當(dāng)探測距離由近及遠(yuǎn)逐步趨于遠(yuǎn)場條件時,其定義應(yīng)自然簡化為傳統(tǒng)RCS定義;

3) 涉及雷達(dá)系統(tǒng)計(jì)算時,RCS數(shù)據(jù)可以代替目標(biāo)本身,完全實(shí)現(xiàn)目標(biāo)數(shù)據(jù)化,有利于進(jìn)行數(shù)據(jù)化計(jì)算。

本文基于電磁場等效原理,在目標(biāo)周圍構(gòu)建封閉包圍面,給出了新的廣義RCS定義。在新的廣義RCS定義的基礎(chǔ)上進(jìn)而對Friss公式進(jìn)行了近場拓展。通過利用天線近場口徑特征輻射數(shù)據(jù)代替?zhèn)鹘y(tǒng)遠(yuǎn)場輻射方向圖數(shù)據(jù),結(jié)合散射目標(biāo)廣義RCS數(shù)據(jù)和相對位置關(guān)系數(shù)據(jù),給出了計(jì)算雷達(dá)接收功率的方法,計(jì)算結(jié)果和利用FEKO軟件的全波仿真相比,近場和遠(yuǎn)場的計(jì)算結(jié)果均吻合良好,表明本文廣義RCS定義以及Friss公式拓展方法的正確性和有效性。值得強(qiáng)調(diào)的是,基于本文提出的廣義RCS定義,可以為涉及近場探測的各類軍用、民用近程雷達(dá)(包括汽車?yán)走_(dá)、室內(nèi)定位系統(tǒng)、引信、導(dǎo)引頭等)的系統(tǒng)設(shè)計(jì)、參數(shù)選擇、近場目標(biāo)探測識別與抗干擾特性估計(jì),以及近場條件下的標(biāo)準(zhǔn)RCS測試方法構(gòu)建,雷達(dá)目標(biāo)強(qiáng)散射點(diǎn)分析,目標(biāo)微波成像算法設(shè)計(jì)等提供理論基礎(chǔ)與計(jì)算依據(jù),為近程雷達(dá)理論體系的構(gòu)建提供理論支撐。

1 廣義RCS定義

1.1 等效原理算法

等效原理(惠更斯原理)是指一個封閉曲面內(nèi)或者面外的電磁場可以用包圍這個面上的等效切向電磁流來描述出來。電場和磁場可以用以下公式表示[14]:

(2)

(3)

式中,Eτ和Hτ是指包圍面上的電場和磁場,n為包圍面的法向單位矢量,G為格林函數(shù),n×Eτ和n×Hτ相當(dāng)于包圍面上的等效電流和等效磁流。從上述公式可以看出,已知封閉面上的電場(磁流)和磁場(電流)信息就可以計(jì)算封閉面內(nèi)或者封閉面外任意一點(diǎn)的輻射電場和磁場。等效原理算法為包圍面上數(shù)據(jù)代替散射目標(biāo)本身提供了基礎(chǔ)的理論支撐,也是本文廣義RCS定義的理論基礎(chǔ)。

1.2 廣義RCS定義及推導(dǎo)

基于等效原理算法,我們在目標(biāo)(散射體)周圍構(gòu)建包圍面,如圖1所示。由等效原理可知,包圍面到目標(biāo)的距離可以任意給定,對包圍面進(jìn)行離散化,用包圍面上各個部分的電場和磁場數(shù)據(jù)代替目標(biāo),實(shí)現(xiàn)目標(biāo)數(shù)據(jù)化的目的。

圖1 散射體和包圍面結(jié)構(gòu)示意圖Fig.1 Configuration of scatter and enveloping surface

具體定義如下:

Ei0,Hi0為包圍面上入射切向電場和磁場;

Es0,Hs0為包圍面上散射切向電場和磁場;

Ei,Hi為散射體幾何中心處電場和磁場;

u,v為包圍面切向正交矢量;

R1,R2為包圍面到散射體幾何中心距離;

S為包圍面上離散小面元面積;

r1,r2為入射點(diǎn)和散射點(diǎn)到幾何中心矢量。

借鑒傳統(tǒng)RCS定義(即式(1))方式,廣義RCS定義如下:

(4)

式(4)中,Es0為包圍面上某點(diǎn)的散射電場,Ei為包圍面上某點(diǎn)入射電場Ei0在散射體中心點(diǎn)處產(chǎn)生的電場。由式(2)可知:

(5)

將式(5)代入式(4)可將RCS定義中包圍面上的散射場和目標(biāo)處電場的關(guān)系轉(zhuǎn)化為包圍面上散射場和入射場的關(guān)系,進(jìn)一步化簡可得:

(6)

式(6)中,u,v為包圍面上入射電場的單位方向矢量。進(jìn)一步將式(6)寫成更一般的公式,可得廣義RCS定義的一般表達(dá)式:

(7)

(8)

(9)

(10)

(11)

(12)

(13)

(14)

(15)

(16)

(17)

(18)

(19)

(20)

(21)

(22)

(23)

由于包圍面的離散化,式(8)-式(23)給出的廣義RCS定義可以寫成矩陣形式,矩陣維度的大小和包圍面的離散數(shù)相關(guān)。包圍面上入射場和散射場之間的關(guān)系可以通過測試和仿真的方法獲得。由等效原理可知,包圍面上的數(shù)據(jù)具有完備性,任一包圍面上的數(shù)據(jù)可以推導(dǎo)其他任何位置的場數(shù)據(jù)。通過本文計(jì)算公式(7)也可計(jì)算任意距離和方向的RCS值,當(dāng)距離足夠大時,可實(shí)現(xiàn)遠(yuǎn)近場RCS計(jì)算結(jié)果的統(tǒng)一。

1.3 基于廣義RCS定義的計(jì)算與仿真

為了驗(yàn)證式(7)的有效性,對典型目標(biāo)(平板、圓柱和圓球)進(jìn)行了計(jì)算和仿真,仿真采用FEKO矩量法,方形平板邊長為0.5 m,圓柱直徑和長度均為1 m,球的直徑為0.6 m,工作頻率設(shè)為1 GHz,入射場和散射場都處于目標(biāo)的正上方,仿真和計(jì)算的RCS結(jié)果隨距離R1(雷達(dá)和目標(biāo)中心點(diǎn)距離)變化情況如圖2所示。

圖2 典型目標(biāo)RCS仿真和計(jì)算結(jié)果Fig.2 Simulated and calculated RCS results of typical object

從圖2結(jié)果可以看出:當(dāng)距離足夠大時,本文定義計(jì)算結(jié)果和傳統(tǒng)RCS計(jì)算結(jié)果吻合良好;距離較近時,對于平板,不能看做平面波所以場不能進(jìn)行同向疊加,所以RCS值會變小;球體目標(biāo)上各點(diǎn)在遠(yuǎn)場由于存在波程差散射場存在部分抵消,所以在近區(qū)RCS反而更大;圓柱目標(biāo)隨著距離由遠(yuǎn)及近RCS值先增大后減小。上述計(jì)算結(jié)果與實(shí)際物理情況也是符合的。

2 基于廣義RCS定義的雷達(dá)方程拓展

雷達(dá)系統(tǒng)設(shè)計(jì)的源點(diǎn)是雷達(dá)基本方程,而RCS是雷達(dá)方程中的核心參數(shù)之一。Friss公式是雷達(dá)基本方程的核心組成部分,用來計(jì)算雷達(dá)接收功率,公式如下:

(24)

從式(24)可以看出雷達(dá)接收功率和發(fā)射功率、收發(fā)天線的特性(遠(yuǎn)場輻射方向圖增益)、目標(biāo)特性(RCS值)、工作頻率以及收發(fā)天線與目標(biāo)的相對位置關(guān)系(R1,R2)有關(guān)。因此近場條件下的雷達(dá)收發(fā)功率也應(yīng)該與上述類似因素相關(guān)。

式(24)中的天線遠(yuǎn)場輻射方向圖和目標(biāo)RCS都是需要雷達(dá)和目標(biāo)之間的距離足夠遠(yuǎn),近場條件下都需要用新的參數(shù)進(jìn)行替代,目標(biāo)RCS可以用本文公式(7)中的廣義RCS定義進(jìn)行替代。由等效原理可知,天線包圍面上的輻射電場(磁流)和磁場(電流)數(shù)據(jù)可以對天線進(jìn)行替代,包圍面離天線足夠遠(yuǎn),輻射數(shù)據(jù)即為遠(yuǎn)場輻射方向圖數(shù)據(jù)。由于天線輻射有一定的方向性(對于高增益天線尤其如此),因此我們將包圍面上包含輻射場的口徑上的數(shù)據(jù)對天線進(jìn)行替代。包含輻射場的口徑看作天線的近場輻射口徑,天線的近場口徑特征輻射數(shù)據(jù)定義為天線在單位電壓激勵下的特定近場口徑上的電場和磁場輻射數(shù)據(jù)。天線近場口徑特征輻射數(shù)據(jù)只與天線的輻射特性有關(guān),與饋電的多少無關(guān),因此定義為特征輻射數(shù)據(jù),在近場條件下可對式(24)中的遠(yuǎn)場輻射方向圖進(jìn)行替代。如圖3所示,天線的近場口徑特征輻射數(shù)據(jù)根據(jù)天線的輻射特性選取口徑,離散化的選取口徑面上的電場和磁場特征輻射數(shù)據(jù),這些數(shù)據(jù)可以通過天線仿真或測試獲得。

圖3 天線近場口徑特征輻射數(shù)據(jù)Fig.3 Near-field aperture characterized radiation data of an antenna

2.1 一些新的定義和運(yùn)算規(guī)則

為了運(yùn)算和表示簡單,首先可以將式(2)和式(3)寫成矩陣的形式,為此我們先定義新的運(yùn)算符號和規(guī)則為

C=A?B,

(25)

式中,B和C為矢量列向量,A為矢量矩陣,如下:

上述三種運(yùn)算連乘時,從右到左進(jìn)行運(yùn)算,例如:D?C=D?(A?B)=D?A?B,其中D為矢量矩陣。

2.2 近場條件下接收功率計(jì)算方法

圖4給出了收發(fā)天線和目標(biāo)的相對位置及各參數(shù)的示意圖,類似于式(24),已知發(fā)射功率、收發(fā)天線的近場口徑特征輻射數(shù)據(jù)、目標(biāo)廣義RCS矩陣以及收發(fā)天線和目標(biāo)的相對位置關(guān)系,就可以求得接收功率。

圖4 收發(fā)天線和目標(biāo)相對位置及參數(shù)示意圖Fig.4 Configuration and parameters of transmit and receive antennas and object

因此已知的參數(shù)包括:

1) 發(fā)射天線近場口徑特征輻射數(shù)據(jù),包括:近場口徑場采樣數(shù)nT;采樣點(diǎn)周圍面積ST(nT),面元單位法矢量nT(nT);發(fā)射天線近場口徑特征輻射數(shù)據(jù)?TE(nT),?TH(nT)。

2) 接收天線近場口徑特征輻射數(shù)據(jù),包括:近場口徑場采樣數(shù)nT;采樣點(diǎn)周圍面積SR(nR),面元單位法矢量nR(nR);接收天線近場口徑特征輻射數(shù)據(jù)?RE(nR),?RH(nR)。

3) 散射體目標(biāo)的廣義RCS矩陣數(shù)據(jù),包括:等效面采樣點(diǎn)與中心點(diǎn)距離r1,r2;等效面上的采樣數(shù)nσ;等效面每個采樣點(diǎn)對應(yīng)面積Sσ(nσ);16個廣義RCS矩陣σeueu,σeuev,…,σhvhv。

4) 相對位置參數(shù)數(shù)據(jù),包括:發(fā)射天線與散射體的相對位置(uT,vT,nT),接收天線與散射體的相對位置(uR,vR,nR)(u,v,n為三維坐標(biāo)值)。

求接收功率的過程可以分為四個步驟:

1) 求目標(biāo)包圍面上任意一點(diǎn)的入射場Fi。

在已知發(fā)射天線近場口徑特征輻射數(shù)據(jù)和發(fā)射功率條件下,如圖4所示,可以計(jì)算發(fā)射天線口徑處的實(shí)際輻射電場和磁場ET和HT。利用式(2)和式(3)可以求得散射體包圍面上任意一點(diǎn)的入射電場和磁場數(shù)據(jù)。借助式(25)的運(yùn)算規(guī)則,公式如下:

(26)

KEET(i,j)=ST(j)?×G(i,j)nT(j),

KHHT(i,j)=ST(j)?×G(i,j)nT(j)。

上式中G(i,j)為發(fā)射口徑場點(diǎn)到包圍面入射場點(diǎn)的格林函數(shù),通過KT矩陣運(yùn)算可以由發(fā)射天線近場口徑處輻射場數(shù)據(jù)獲得包圍面上入射場數(shù)據(jù)。

2) 計(jì)算目標(biāo)包圍面上的散射場強(qiáng)度Fs。

由于式(8)-式(23)中的廣義RCS定義反映了包圍面上散射場和入射場之間的關(guān)系,因此可直接用廣義RCS矩陣進(jìn)行包圍面上散射場的計(jì)算。借助于2.1節(jié)中定義的運(yùn)算規(guī)則,可得包圍面上的散射場數(shù)據(jù),如下:

Fs=ΛFi,

(27)

即

其中:

(28)

(29)

(30)

(31)

(32)

(33)

式(28)中Λ有16種元素,分別對應(yīng)式(8)-式(23)中的16種RCS,為了書寫方便,用式(29)-式(32)表示,其中p,q分別可取u或v。由于散射場和入射場之間關(guān)系還需要相位信息,因此式(29)-式(32)中φepeq(i,j),φephq(i,j),φhpeq(i,j),φhphq(i,j)為散射場相位和入射場相位的差。通過Λ矩陣運(yùn)算可以由包圍面上入射場數(shù)據(jù)獲得包圍面上散射場數(shù)據(jù)。

3) 計(jì)算接收天線口徑處散射場。

由包圍面上散射場計(jì)算接收天線近場口徑處散射場,計(jì)算過程和第一步類似,公式如下:

(34)

KEER(i,j)=Sσ(j)?×G(i,j)nσ(j),

KHHR(i,j)=Sσ(j)?×G(i,j)nσ(j)。

上式中G(i,j)為包圍面散射場點(diǎn)到接收天線口徑處場點(diǎn)的格林函數(shù),通過KR矩陣運(yùn)算可以由包圍面上散射場數(shù)據(jù)獲得接收天線近場口徑處散射場數(shù)據(jù)。

4) 計(jì)算接收天線的接收功率。

如圖5所示,接收天線處于一個場環(huán)境中(近場口徑上電場和磁場分布為ER和HR),當(dāng)天線單位饋電(即vin=1 V)時,可以獲得接收天線近場口徑特征輻射數(shù)據(jù)(?RE和?RH)。

圖5 接收天線端口和輻射口徑場關(guān)系圖Fig.5 Relationship between the ports and radiation field of receive antenna

將輻射近場口徑離散化,根據(jù)互易定理和文獻(xiàn)[15]中端口電壓和場關(guān)系公式可得:

(35)

式(35)中,Zin為天線的輸入阻抗,ZL為天線接收時的負(fù)載阻抗(一般為50 Ω),當(dāng)天線完全匹配時,Zin=ZL,可以獲得接收功率為

(36)

利用2.1節(jié)中定義的運(yùn)算規(guī)則,上式可以寫為

(37)

進(jìn)一步簡寫為

(38)

因此綜合式(26),(27),(34)和(37),我們在近場條件下可以將傳統(tǒng)Friss公式(24)擴(kuò)展到以下形式:

(39)

2.3 算例驗(yàn)證

為了驗(yàn)證上述計(jì)算過程,即式(39)的有效性,對典型目標(biāo)(圓盤、圓柱和圓球)和收發(fā)天線(采用矩形波導(dǎo)口天線)進(jìn)行仿真和計(jì)算,仿真采用FEKO矩量法,圓盤半徑為1 m,圓柱直徑為1 m、長度為2 m,球的直徑為1 m,工作頻率設(shè)為1 GHz,收發(fā)天線都處于目標(biāo)的正上方。在不同距離R1(收發(fā)天線到目標(biāo)中心點(diǎn)距離)處,分別比較了實(shí)際全波仿真收發(fā)功率比值、利用Friss公式(24)計(jì)算比值和本文方法計(jì)算比值,仿真和計(jì)算結(jié)果如圖6所示。

圖6 針對典型目標(biāo)照射的收發(fā)功率比值仿真和計(jì)算結(jié)果Fig.6 Simulated and calculated results of transmit-receive power ratio for illuminating typical objects

從圖6結(jié)果可以看出當(dāng):距離R1足夠大時,本文計(jì)算結(jié)果和Friss公式計(jì)算結(jié)果都與全波仿真計(jì)算結(jié)果吻合良好;距離較近時,本文方法明顯更接近實(shí)際的全波仿真結(jié)果;當(dāng)距離更近時,由于散射體對于收發(fā)天線本身的特征輻射場存在影響,因此計(jì)算結(jié)果和實(shí)際全波仿真存在一定的誤差,這個問題可以通過目標(biāo)散射場數(shù)據(jù)對天線的近場口徑輻射數(shù)據(jù)進(jìn)行修正,多次迭代降低計(jì)算誤差。

2.4 可能的應(yīng)用場景

由于本文廣義RCS定義中的數(shù)據(jù)信息相對于傳統(tǒng)RCS定義更為完備,因此在雷達(dá)系統(tǒng)中可以具有更加廣泛的應(yīng)用。如圖7所示,本文定義的廣義RCS可以作為根部技術(shù),支撐雷達(dá)領(lǐng)域多個應(yīng)用場景,可能應(yīng)用的場景包括但不限于:

圖7 廣義RCS定義可能應(yīng)用場景Fig.7 Potential application scenarios for general RCS definition

1) 雷達(dá)系統(tǒng)動態(tài)數(shù)據(jù)仿真:本文RCS定義可以在近場條件下實(shí)現(xiàn)收發(fā)天線和目標(biāo)的數(shù)據(jù)化,并實(shí)現(xiàn)了解耦,因此在動態(tài)彈目交匯等場景的系統(tǒng)仿真可以實(shí)現(xiàn)數(shù)據(jù)化仿真。

2) 近場RCS測試技術(shù):可以根據(jù)本文方法測試包圍面上的收發(fā)場數(shù)據(jù),由于數(shù)據(jù)的完備性,可以推導(dǎo)任意空間任意入射和散射場的比值關(guān)系,實(shí)現(xiàn)了任意不同位置間RCS值,此方法可以統(tǒng)一遠(yuǎn)場條件。

3) 目標(biāo)強(qiáng)散射點(diǎn)分析:由包圍面上的數(shù)據(jù)向目標(biāo)表面進(jìn)行場變換,可以對目標(biāo)進(jìn)行細(xì)顆粒度散射特性分析,尋找目標(biāo)強(qiáng)散射點(diǎn)(區(qū)域)。

4) 目標(biāo)雷達(dá)成像算法:由于可以分析目標(biāo)本身細(xì)顆粒度散射特性,根據(jù)高分辨率散射特性和收發(fā)天線數(shù)據(jù)可以構(gòu)建新的雷達(dá)成像算法。

5) 雷達(dá)抗干擾算法:由于可以獲得更多、更高分辨率目標(biāo)信息,因此可以分辨出雷達(dá)干擾機(jī)和目標(biāo)本身,基于更完備的數(shù)據(jù)可以開發(fā)近場條件下的雷達(dá)抗干擾算法。

3 結(jié)論

本文基于電磁場等效原理,在目標(biāo)周圍構(gòu)建封閉包圍面,推導(dǎo)出一種廣義RCS定義的新方法,這種定義可以對目標(biāo)遠(yuǎn)近場的RCS進(jìn)行統(tǒng)一,可以實(shí)現(xiàn)收發(fā)天線和目標(biāo)特性的解耦,并且實(shí)現(xiàn)RCS數(shù)據(jù)對于目標(biāo)本身的替代。基于本定義,對近場條件下的雷達(dá)基本方程進(jìn)行了拓展,給出了近場條件下雷達(dá)接收功率的計(jì)算方法,對典型目標(biāo)進(jìn)行了仿真計(jì)算,結(jié)果表明了此方法的有效性。此定義方法可以為遠(yuǎn)近場條件下的雷達(dá)數(shù)據(jù)仿真、目標(biāo)特性分析以及成像算法等研究提供理論支撐和工具。