RCS理论之于目标识别

RCS理论之于目标识别RCS对于观测方向非常敏感，同一目标在微小的观测方向改变下就可能引起RCS的极大变化。因此对于目标识别的任务来说是间距的。但可以考虑建立目标的RCS库，保存目标在不同观测角（方位角，俯仰角，偏航角），不同的极化方式，不同的频率下的不同RCS。RCS可以用~8川2表示，也可以用川2表示，参见《雷达目标特征信号》P321。可惜的是这样的数据库实在是太大了，不但建库需要的存储量惊人，而且用于目标识别的时间也将因此不可想象。如何用较少的数据量而尽可能完备地表示目标的RCS呢因为复杂目标RCS是随观测角和入射频率以及极化迅速改变的，如果入射频率固定，极化也固定，则对于机动目标，观测角是不断改变的，我们要的就是RCS的起伏特征，利用RCS的起伏来区分不同的目标。因为这种起伏是变化很快的，初步设想通过遗传算法来进行目标的自动分类效果会更好。（在分类之前对目标的RCS进行特征提取，如起伏范围一最大截面积和最小截面积，变化快慢等）。进行目标识别的一种思想是希望目标特征具有姿态不变性，那样就可以一个目标对应于一个特征。而利用RCS进行目标识别，RCS本身不具有姿态不变性，并且是剧烈变化，但这一变化的特征正又能够从另一个方面反映事物的本质。RCS既可以通过计算机计算，也可以通过实验测定。利用缩比模型测RCS,同时要改变频率，按照同样的比例进行变换。¥在X波段，汽车的RCS通常比飞机和船只要大，而且截面积随测量频率上升而增大（测量频率上限为60GHz时得到的结论，是否总是增大）对RCS的定义有两种观点：一种是从电磁散射理论的观点；另一种是从雷达测量的观点.而两者的基本概念典（是统一的，均定义为；单位立体角内目标朝接收方向散射的功率与从给定方向入射于该目标的平面波功率密度之比的4π倍.G=4κfi*L （2-5）式（2-5）符合RCS的定义.当距离R足够远时，照射目标的入射波近似为平面波，这时「与R无关（因为散射场强E,与R成反比、与E成正比），因而定义远场RCS时，K应超向无限大，即要满足远场条件.按照波因延(Poynting)矢量S(Id=Re[EXH]∙电场与磁场的储能互相可转换的原理，远场RCS的表达式应为E∙E* B∙Hm疗=41四次六首山飞㈣*京7京(2-6)从雷达测量观点定义的RCS是由雷达方程式中推导出来的雷达方程为：pPtGl小4r-4πrt24冗rτ3(2-8)式中4=察一接收天线有效面积(m,式(2-8)的物理概念是•右边第一分式为目标处的照射功率密度(W∕∏12);前两分式乘积为目标各向同性散射功率密度(W/球面强度卜右边第三分式为接收天线有效口径所张的立体角.式(2-8)还可整理为一.PJIPGCπ(Λr∕rlt)∣=遍「接收天线所张立体[斤目标处照射功率1*L角内的散射功率(W)」/L密度(W/单位面积).(2-9)式（2-9）就是从雷达测量观点由雷达方程式导出来的，它与从电磁散射理论得出的RCS定义式（2-6）是一致的.式（2-6）适用于理论计算，而式（2-9）适用于用相对标定法来测量目标RCS,将待测目标和已知精确RCS值的定标体轮换置于同一距离上，当恻量雷达的威力系数（即巴.G与A均不变）相同时.分别测得接收功率R与％,则/=宗由 （2-10a）式中下标。表示定标体的值，因此目标RCS值与小、片值无关.r1.rf一一分别为发射天线到目标与目标到接收天线的距离（mL当单站（收，发同一地点）时，门二「"RCS的量纲是面积单位，可是它与实际目标的物理面积几乎没有关系,因此不主张将RCS称为雷达截面积.RCS常用单位是m"逋常用符号〃表示.为了归一化地表示各类目标RCS随波长的变化关系，归一化RCS曲线图的纵坐标为“不，横坐标为&=2电〃（a为目标特征尺寸），因此这时两维坐标都无因次.又由于目标RCS变化的动态范围很大,常用其相对于Im2的分贝数来表达，即分贝平方米，符号为dBm，，表示为(τ(dBπ?)=C2-10b)£ A=包1用于//‘彳的原因：观察雷达方程，当用T4τ