經(jīng)典雷達(dá)資料-第11章 雷達(dá)截面積-3

1、用式（11.21）作為式（11.2）中的VsV0，再將式（11.2）代入式（11.3）即可。圖11.27楔形入射角與散射角幾何關(guān)系圖11.28和圖11.29示出截頭錐體的RCS測(cè)量值與GTD預(yù)估值的比較。理論上可給出兩種極化方向圖的大多數(shù)特征，但對(duì)三種不同的姿態(tài)角區(qū)域這一理論會(huì)失效。這些姿態(tài)是平截后的兩個(gè)端面所形成的平板表面的鏡像（圖中的0?和180?）和80?斜邊的鏡像閃爍方向。失效是由沿反射邊界的繞射系數(shù)Y的奇異性，及由沿陰影邊界的

2、繞射系數(shù)X的類似的奇異性所造成的，這可在前向散射中遇到。圖11.28截頭錐體的RCS，垂直極化（引自參考資料38）第11章雷達(dá)截面積417由于物理光學(xué)繞射系數(shù)取決于是楔形的上表面還是下表面或者楔形的兩個(gè)表面受入射波的照射，繞射系數(shù)在式（11.26）和式（11.27）所劃分的三段進(jìn)行不同的組合。又由于表面項(xiàng)減去物理光學(xué)系數(shù)受到明顯的抑制，表面電流（當(dāng)區(qū)別于邊緣線電流時(shí)）的影響必須獨(dú)立考慮。在邊界項(xiàng)本身已經(jīng)算出后，可以通過幾何光學(xué)理論或與它

3、相反的物理光學(xué)理論方法求出這些表面項(xiàng)。GTD和PTD兩者都基于二維楔形問題的精確解，問題中入射和散射方向都垂直于邊緣。當(dāng)推廣到斜入射情況時(shí)，觀測(cè)方向必須沿著圖11.26所示的Keller錐發(fā)生器方向。如果邊緣是直的且為有限長(zhǎng)，如三維問題那樣，式（11.3）給出其RCS的近似表示。如果邊緣是曲線，可以將它看成無窮個(gè)短線段連接在一起的集合，且可以通過對(duì)每個(gè)邊緣單元產(chǎn)生的元繞射場(chǎng)求積分來計(jì)算散射場(chǎng)。這是Mitzner引入的概念[41]，且對(duì)邊

4、緣單元繞射的場(chǎng)求和意味著沿邊緣輪廓求積分。（雖然Mitzner的大部分重要結(jié)果被發(fā)表在限制發(fā)行的政府文件中，但由于其重要性我們?nèi)园阉鳛閰⒖假Y料。）然而，Mitzner研究了任意方向散射的場(chǎng)，而不只是沿Keller錐方向。為此目的，他提出增量長(zhǎng)度繞射系數(shù)的概念。他推廣了Ufimtsev提供的例子，提出一組適用于任意入射和繞射方向的繞射系數(shù)。正如所料，這些系數(shù)比式（11.22）、式（11.23）、式（11.28）～式（11.31）中X和Y

5、的系數(shù)更復(fù)雜[30][42]。Mitzner將他的結(jié)果通過與入射平面平行和垂直的入射電場(chǎng)分量表示成平行和垂直于繞射平面的繞射電場(chǎng)分量。由此，繞射系數(shù)可表示成三對(duì)獨(dú)立的組合，即平行平行、垂直垂直、平行垂直（或垂直平行）。每一對(duì)中的一個(gè)是由于繞射邊緣的總表面電流（包括假定的邊緣線電流）產(chǎn)生，另一個(gè)是由于一致物理光學(xué)電流產(chǎn)生。Mitzner將每對(duì)中的一個(gè)減去另一個(gè)，就單剩下線電流的貢獻(xiàn)。此結(jié)果和Ufimtsev表達(dá)式中非物理光學(xué)系數(shù)減去物理光

6、學(xué)系數(shù)的形式相同，因此Mitzner的散射場(chǎng)表達(dá)式只包含邊緣線電流的貢獻(xiàn)。于是，將這一理論用于散射物體時(shí)，非線的表面感應(yīng)電流的貢獻(xiàn)必須單獨(dú)考慮，正如Ufimstev的物理繞射理論一樣。當(dāng)入射和散射方向與邊緣垂直時(shí)垂直平行項(xiàng)消失，于是Mitzner的繞射系數(shù)簡(jiǎn)化成Ufimstev繞射系數(shù)。在對(duì)楔形上的感應(yīng)場(chǎng)進(jìn)行更嚴(yán)密的推算后，Michaeli得到與Mitzner的總表面電流一樣的結(jié)果，從而證實(shí)了Mitzner以前的工作結(jié)果。但是，他并沒有

7、明確地消去物理光學(xué)表面電流的貢獻(xiàn)[43]。因此，同Keller的X和Y類似，Michaeli的繞射系數(shù)在反射和陰影方向的渡越區(qū)變成奇異的。Mitzner后來研究了消除奇異點(diǎn)的問題，認(rèn)為最好的辦法是，沿楔形表面采用非正交坐標(biāo)系[44][45]。雖然這些估算邊緣單元散射場(chǎng)的方法可以用于光滑的無界邊緣，但不能考慮拐角處的不連續(xù)性，拐角處邊緣突然轉(zhuǎn)向其他方向。Sikta等人提出了處理這一問題的方法[46]。當(dāng)用高頻近似方法估算復(fù)雜物體的散射場(chǎng)時(shí)