【摘要】：在金屬飛機(jī)表面涂覆吸波材料可以有效地減小雷達(dá)散射截面(RCS),增強(qiáng)飛機(jī)的隱身性能。因此,精確的計(jì)算覆有介質(zhì)涂層飛機(jī)的雷達(dá)散射截面非常重要。本文采用一種基于物理光學(xué)法來計(jì)算涂覆介質(zhì)材料飛機(jī)的RCS。首先以涂覆兩層介質(zhì)的金屬立方體為例將FEKO軟件計(jì)算結(jié)果作為參照驗(yàn)證該算法的精度,然后以飛機(jī)模型為例,計(jì)算飛機(jī)的RCS和涂覆兩層介質(zhì)后的RCS,研究涂層對于飛機(jī)雷達(dá)散射截面的影響。
【圖文】：

抵械謀礱嫻緦鰲?PO散射積分可以表示為：0(r,,)E(r'')4sjkRjkgsAEEjkZeJedSR(9)其中，r"=g。散射可以表示為：(gh)0(r)('''')4jkRjkspAjkZeExyedSR''''xyJJ(10)使用Ludwig積分方程對上述方程進(jìn)行求解，可以得到局部坐標(biāo)的散射場結(jié)果，再把局部坐標(biāo)散射場轉(zhuǎn)換成全局坐標(biāo)下的散射場，最后在計(jì)算出相應(yīng)的RCS。2計(jì)算結(jié)果2.1實(shí)例1為了驗(yàn)證算法的正確性，通過立方體模型來驗(yàn)證本文采用算法的精度。立方體模型為一個(gè)1m×1m×1m的金屬立方體(圖1)，立方體的中心在坐標(biāo)原點(diǎn)，在頻率為3GHz情況下，計(jì)算P立方體表面涂覆兩層涂層后的XOY平面的單站RCS，入射波是垂直極化的平面波，分別使用PO方法和使用商業(yè)軟件FEKO，并且對比結(jié)果。圖1立方體模型在金屬立方體表面所涂覆的介質(zhì)材料有兩層，最外層為交聯(lián)聚苯乙烯材料，εr=2.5，tanδ=0.00045，，μ'r=1，μ"r=0，厚度為5mm。第二層為一種測試材料，εr=16，tanδ=0.275，μ'r=1，μ"r=0，厚度為6.25mm。-40-30-20-10010200306090120150180210240270300330-40-30-20-1001020FEKO結(jié)果PO結(jié)果3GXOY面RCS對比圖2涂覆涂層的立方體RCS計(jì)算結(jié)果對比圖2中紅色虛線為物理光學(xué)法計(jì)算結(jié)果，黑色實(shí)線為FEKO仿真結(jié)果�？梢钥闯霰疚乃梅椒ㄅcFEKO計(jì)算結(jié)果很好的吻合，從而說明了這個(gè)方法是可行的。證明了算法的精度。2.2實(shí)例2計(jì)算某型號(hào)飛機(jī)的RCS（圖3）,該模型放置在XOY平面上，頻率為3GHz，分別計(jì)算在飛機(jī)表面涂覆兩層介質(zhì)涂層和沒有涂覆涂層兩種情況下該飛機(jī)在XOY平面的單站RCS，入射波是垂直極化的平面波。在飛機(jī)表面所

圖3某型號(hào)飛機(jī)模型μ'r=1，μ"r=0，厚度為5mm。第二層為一種測試材料，εr=16，tanδ=0.275，μ'r=1，μ"r=0，厚度為6.25mm。圖4顯示了在飛機(jī)表面涂覆兩層介質(zhì)涂層和沒有介質(zhì)涂層兩種情況下分別計(jì)算出的XOY平面的單站RCS結(jié)果。圖中紅色虛線為飛機(jī)沒有涂層XOY平面的單站RCS結(jié)果，黑色實(shí)線為飛機(jī)在涂覆涂層后XOY平面的單站RCS結(jié)果。經(jīng)過對比后，顯然在飛機(jī)表面涂覆的兩層介質(zhì)材料會(huì)使飛機(jī)的RCS明顯減小，在XOY平面φ=322°，323°處，RCS甚至減小了22dB，在XOY平面采樣的361個(gè)點(diǎn)，RCS平均減小了11dB，也就是說飛機(jī)涂覆介質(zhì)涂層后在很大程度上減小了飛機(jī)的雷達(dá)散射截面，對于飛機(jī)的隱身效果有大幅的提升。-50-40-30-20-100102030400306090120150180210240270300330-40-30-20-10010203040加涂層飛機(jī)無涂層飛機(jī)3GXOY面RCS對比圖4飛機(jī)模型加涂層前后RCS對比3結(jié)論本文采用一種基于物理光學(xué)的方法計(jì)算表面涂覆介質(zhì)材料的飛機(jī)目標(biāo)的RCS，同時(shí)這種方法也可以很好的運(yùn)用在研究不同的涂層種類，厚度在不同頻率下對飛機(jī)隱身效果的影響。實(shí)驗(yàn)結(jié)果表明，使用該方法對涂覆介質(zhì)材料目標(biāo)進(jìn)行RCS的計(jì)算結(jié)果精度高，可以很好地應(yīng)用在研究飛機(jī)隱身性能，以及目標(biāo)散射性能研究等領(lǐng)域。參考文獻(xiàn)[1]阮穎錚.雷達(dá)截面與隱身技術(shù)[M].國防工業(yè)出版社,1998.[2]張玉.電磁場并行計(jì)算[M].西安電子科技大學(xué)出版社,2006.[3]方全杰.物理光學(xué)法在導(dǎo)體與涂層目標(biāo)電磁散射中的應(yīng)用[D].西安電子科技大學(xué),2011.[4]彭蘭,晏瓔,趙勛旺,等.涂敷介質(zhì)目標(biāo)的雷達(dá)散射截面[C]//全國軍事微波會(huì)議、2012年全國電磁兼容學(xué)術(shù)會(huì)議、2012年電磁技術(shù)學(xué)術(shù)年會(huì).2012.[5]FreyjaH,C

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