无论哪种情况下,符号σ几乎普遍地用来表示目标的雷达散射截面[12],有时,也可表示双站截面。通常情况下,由于接收机距离目标很远,这个距离远远的大于目标尺寸,所以,我们通常会忽略目标的形状和尺寸,将目标视为点散射体[13]。
入射平面波的能量密度[14]可以用公式(2。1)表示:
(2。1)
式中的Ei和Hi分别指代入射的电场和磁场的强度, ,为在自由空间中的波阻抗大小。所以截获的总功率的大小是:
(2。2)
如果功率被目标各向同性地散射出去,那么在距离为R的地方,它的散射功率密度大小可以表示成:
(2。3)
同时,散射场Es也能够用来表示散射功率的密度:
(2。4)
由式(2。3)和式(2。4)可解出:
(2。5)
在入射波是平面波的时候,同时我们将目标视为点散射体,那么这个时候的距离R就应该无限趋向于无穷大,所以要把式(2。5)写为:
(2。6)
式(2。6)就是我们最常用的也是最基本的关于雷达散射截面的计算公式[15]。
2。1。2 雷达截面的特征
雷达截面是下列因素的函数:
(1)目标结构;
(2)入射波频率和波形;
(3)接收天线极化形式;
(4)目标对于来波方向的角向位置。
因此,σ通常可表示为:
(2。7)
式(2。7)中,i和j分别表示的是入射场和接收天线的极化方向,而( )表示的是在球坐标下的视角[16]。
2。1。3 雷达截面减缩的基本原则
通常情况下,我们所讨论的雷达散射截面是高频条件下的电磁散射的问题,这时我们讨论的目标能够被分成若干个离散散射体或者是若干个散射中心的组合,此时,我们可以把总的雷达散射截面表示为:
(2。8)
式中,σn是第n个散射体的雷达散射截面;Φn是该散射体贡献的相对相位。式(2。8)把各个散射中心的相位都放在总的雷达散射截面的求和之中,因而称为相关和。
(2。9)
而式(2。9)所预示的雷达散射截面分布图就没有精确的式(2。8)所具有的急剧起伏特性,雷达散射截面分布的闪烁已基本上被去掉了。
应用非相关和的理念能够比较容易的阐释雷达截面减缩的一般原则:
(1)如果目标包含主要的散射体,那么我们应该把它作为第一个考虑的因素,先把它的雷达散射截面减下来。例如,建设目标有3个散射体,其中强散射源σ1=200m2,而另外两个弱散射源σ2=σ3=20m2。此时如果把σ1减小10dB,那么总σ就可以减小6dB;但如果将σ2或σ3减小10dB,那么总σ也就只能减小0。34dB;如果同时把σ2和σ3都减小10dB,那么总的σ也只是减小了0。7dB;即使将σ2和σ3都减小为0,那么总的σ也只是减小了0。8dB。由此可见,次要的弱散射体σ是否减小,对总的雷达散射截面造成的影响是很小的[17]。