RCS理論之于目標(biāo)識別

RCS理論之于目標(biāo)識別RCS對于觀測方向非常敏感，同一目標(biāo)在微小的觀測方向改變下就可能引起RCS的極大變化。因此對于目標(biāo)識別的任務(wù)來說是間距的。但可以考慮建立目標(biāo)的RCS庫，保存目標(biāo)在不同觀測角（方位角，俯仰角，偏航角），不同的極化方式，不同的頻率下的不同RCS。RCS可以用~8川2表示，也可以用川2表示，參見《雷達(dá)目標(biāo)特征信號》P321。可惜的是這樣的數(shù)據(jù)庫實在是太大了，不但建庫需要的存儲量驚人，而且用于目標(biāo)識別的時間也將因此不可想象。如何用較少的數(shù)據(jù)量而盡可能完備地表示目標(biāo)的RCS呢因為復(fù)雜目標(biāo)RCS是隨觀測角和入射頻率以及極化迅速改變的，如果入射頻率固定，極化也固定，則對于機動目標(biāo)，觀測角是不斷改變的，我們要的就是RCS的起伏特征，利用RCS的起伏來區(qū)分不同的目標(biāo)。因為這種起伏是變化很快的，初步設(shè)想通過遺傳算法來進(jìn)行目標(biāo)的自動分類效果會更好。（在分類之前對目標(biāo)的RCS進(jìn)行特征提取，如起伏范圍一最大截面積和最小截面積，變化快慢等）。進(jìn)行目標(biāo)識別的一種思想是希望目標(biāo)特征具有姿態(tài)不變性，那樣就可以一個目標(biāo)對應(yīng)于一個特征。而利用RCS進(jìn)行目標(biāo)識別，RCS本身不具有姿態(tài)不變性，并且是劇烈變化，但這一變化的特征正又能夠從另一個方面反映事物的本質(zhì)。RCS既可以通過計算機計算，也可以通過實驗測定。利用縮比模型測RCS,同時要改變頻率，按照同樣的比例進(jìn)行變換。￥在X波段，汽車的RCS通常比飛機和船只要大，而且截面積隨測量頻率上升而增大（測量頻率上限為60GHz時得到的結(jié)論，是否總是增大）對RCS的定義有兩種觀點：一種是從電磁散射理論的觀點；另一種是從雷達(dá)測量的觀點.而兩者的基本概念典（是統(tǒng)一的，均定義為；單位立體角內(nèi)目標(biāo)朝接收方向散射的功率與從給定方向入射于該目標(biāo)的平面波功率密度之比的4π倍.G=4κfi*L （2-5）式（2-5）符合RCS的定義.當(dāng)距離R足夠遠(yuǎn)時，照射目標(biāo)的入射波近似為平面波，這時「與R無關(guān)（因為散射場強E,與R成反比、與E成正比），因而定義遠(yuǎn)場RCS時，K應(yīng)超向無限大，即要滿足遠(yuǎn)場條件.按照波因延(Poynting)矢量S(Id=Re[EXH]?電場與磁場的儲能互相可轉(zhuǎn)換的原理，遠(yuǎn)場RCS的表達(dá)式應(yīng)為E?E* B?Hm療=41四次六首山飛㈣*京7京(2-6)從雷達(dá)測量觀點定義的RCS是由雷達(dá)方程式中推導(dǎo)出來的雷達(dá)方程為：pPtGl小4r-4πrt24冗rτ3(2-8)式中4=察一接收天線有效面積(m,式(2-8)的物理概念是?右邊第一分式為目標(biāo)處的照射功率密度(W∕∏12);前兩分式乘積為目標(biāo)各向同性散射功率密度(W/球面強度卜右邊第三分式為接收天線有效口徑所張的立體角.式(2-8)還可整理為一.PJIPGCπ(Λr∕rlt)∣=遍「接收天線所張立體[斤目標(biāo)處照射功率1*L角內(nèi)的散射功率(W)」/L密度(W/單位面積).(2-9)式（2-9）就是從雷達(dá)測量觀點由雷達(dá)方程式導(dǎo)出來的，它與從電磁散射理論得出的RCS定義式（2-6）是一致的.式（2-6）適用于理論計算，而式（2-9）適用于用相對標(biāo)定法來測量目標(biāo)RCS,將待測目標(biāo)和已知精確RCS值的定標(biāo)體輪換置于同一距離上，當(dāng)惻量雷達(dá)的威力系數(shù)（即巴.G與A均不變）相同時.分別測得接收功率R與％,則/=宗由 （2-10a）式中下標(biāo)。表示定標(biāo)體的值，因此目標(biāo)RCS值與小、片值無關(guān).r1.rf一一分別為發(fā)射天線到目標(biāo)與目標(biāo)到接收天線的距離（mL當(dāng)單站（收，發(fā)同一地點）時，門二「"RCS的量綱是面積單位，可是它與實際目標(biāo)的物理面積幾乎沒有關(guān)系,因此不主張將RCS稱為雷達(dá)截面積.RCS常用單位是m"逋常用符號〃表示.為了歸一化地表示各類目標(biāo)RCS隨波長的變化關(guān)系，歸一化RCS曲線圖的縱坐標(biāo)為“不，橫坐標(biāo)為&=2電〃（a為目標(biāo)特征尺寸），因此這時兩維坐標(biāo)都無因次.又由于目標(biāo)RCS變化的動態(tài)范圍很大,常用其相對于Im2的分貝數(shù)來表達(dá)，即分貝平方米，符號為dBm，，表示為(τ(dBπ?)=C2-10b)￡ A=包1用于//‘彳的原因：觀察雷達(dá)方程，當(dāng)用T4τ