《電子技術(shù)應(yīng)用》
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RCS测试技术研究综述
电子技术应用
张应猛1,余世星1,2,张竣纲1,代流刚1
1.中航贵州飞机有限责任公司;2.贵州大学 大数据与信息工程学院
摘要: 雷达散射截面(RCS)是衡量目标在雷达波照射下电磁波散射能力的关键物理量,直接反映了目标在雷达探测下的可见性,对隐身装备研制和反隐身技术研发具有重要意义。梳理了RCS测试技术的原理、方法分类、技术特点及发展趋势。阐述了RCS的基本定义和影响因素,包括目标外形、材料特性及与频率之间的关系等;重点分析了四种主流测试方法,包括室外远场测试、室内紧缩场测试、室内近场测试和动态测试,分别探讨了它们的原理、优势与局限性。指出了当前RCS测试面临的挑战,包括测试效率、多物理场、极低RCS测量、复杂电磁环境构建以及新频段拓展等问题,最后展望了未来技术发展方向。该研究可为 RCS 测试技术的研究与应用提供参考。
中圖分類號:TN98 文獻(xiàn)標(biāo)志碼:A DOI: 10.16157/j.issn.0258-7998.257265
中文引用格式: 張應(yīng)猛,余世星,張竣綱,等. RCS測試技術(shù)研究綜述[J]. 電子技術(shù)應(yīng)用,2026,52(2):1-6.
英文引用格式: Zhang Yingmeng,Yu Shixing,Zhang Jungang,et al. Overview of RCS measurement technology[J]. Application of Electronic Technique,2026,52(2):1-6.
Overview of RCS measurement technology
Zhang Yingmeng1,Yu Shixing1,2,Zhang Jungang1,Dai Liugang1
1.AVIC Guizhou Aircraft Co., Ltd.;2.College of Big Data and Information Engineering, Guizhou University
Abstract: Radar Cross Section (RCS) is a key physical quantity that measures the ability of a target to scatter electromagnetic waves when illuminated by radar waves. It directly determines the visibility of the target under radar detection and is of great significance for the development of stealth equipment and anti-stealth technology. This paper reviews the principles, method classifications, technical characteristics, and development trends of RCS measurement technology. It elaborates on the basic definition and influencing factors of RCS, including target shape, material properties, and radar frequency bands. It then focuses on analyzing four mainstream testing methods: outdoor far-field testing, indoor compact range testing, indoor near-field testing, and dynamic testing, discussing their principles, advantages, and limitations. Furthermore, it points out the current challenges in RCS testing, including testing efficiency, multi-physical fields, extremely low RCS measurement, complex electromagnetic environment simulation56, and expansion into new frequency bands. Finally, it prospects the future directions of technological development. This paper can serve as a reference for the research and application of RCS testing technology.
Key words : radar cross section;RCS measurement;stealth technology

引言

雷達(dá)散射截面(Radar Cross Section, RCS)是一個(gè)用于評價(jià)目標(biāo)在雷達(dá)波束照射下散射電磁波能力強(qiáng)弱的物理量[1],它定量描述了目標(biāo)被雷達(dá)發(fā)現(xiàn)的難易程度,RCS值越大,意味著目標(biāo)反射回雷達(dá)的信號越強(qiáng),雷達(dá)就越容易發(fā)現(xiàn)和跟蹤它,而RCS值越小,則意味著目標(biāo)反射信號的能力越弱,雷達(dá)就越難探測到它,即目標(biāo)的隱身性能越好。如果把雷達(dá)類比于人類的眼睛,那么RCS可以理解為一個(gè)目標(biāo)在雷達(dá)這個(gè)“眼睛”中的“尺寸”或“亮度”。如今,人們將通過對飛機(jī)的結(jié)構(gòu)外進(jìn)行形特殊設(shè)計(jì)并添加吸波涂層,可以使飛機(jī)的RCS變得非常小,從而實(shí)現(xiàn)隱身飛機(jī),一架隱身的飛機(jī)就像一只亮度微弱的螢火蟲,在距離較遠(yuǎn)時(shí)雷達(dá)很難從背景噪聲中將其分辨出來。RCS一般用希臘字母 σ 表示,其定義為一個(gè)等效面積[2]:

無標(biāo)題.png(1)

式中:Es為目標(biāo)散射場電場強(qiáng)度,Ei為入射電場強(qiáng)度;R為目標(biāo)與雷達(dá)的距離,R趨于無窮大表明雷達(dá)同目標(biāo)之間距離足夠遠(yuǎn)。RCS的單位是面積單位m2,實(shí)際中由于目標(biāo)RCS值的跨度較大,常用單位還有dBm2或dBsm,它與m2之間的關(guān)系為:

無標(biāo)題.png(2)

據(jù)資料報(bào)道,典型的隱身戰(zhàn)機(jī)的RCS約為0.001 m2,也就是-30 dBm2。可以看出,RCS是目標(biāo)的物理特性與雷達(dá)探測性能之間的橋梁,它量化了目標(biāo)的可探測性,因此在國防工業(yè)中隱身裝備研發(fā)和反隱身探測等領(lǐng)域成為了一個(gè)關(guān)鍵性的指標(biāo)。

從發(fā)展歷程來看,RCS測試技術(shù)最初嚴(yán)重依賴于大型微波暗室或室外遠(yuǎn)場測試環(huán)境。然而局限性確極為顯著:大型微波暗室的建設(shè)成本高昂,且對飛機(jī)等尺寸較大的目標(biāo)難以實(shí)現(xiàn)遠(yuǎn)場條件;而地面平面場則需要構(gòu)建巨大的開闊場地,且極易受到氣候、地面反射及外部電磁信號的干擾。為克服這些瓶頸,并受隱身武器研制和復(fù)雜目標(biāo)測試需求的強(qiáng)力驅(qū)動,現(xiàn)代RCS測試技術(shù)取得了系列突破[3]。其中,室內(nèi)緊縮場技術(shù)通過精密的反射面可以在有限空間內(nèi)得到類似平面波照射的靜區(qū);近場測試技術(shù)則通過采集目標(biāo)近場散射數(shù)據(jù)再經(jīng)數(shù)學(xué)變換重構(gòu)其遠(yuǎn)場RCS。當(dāng)前,RCS測試技術(shù)發(fā)展十分迅速,測試方法與手段日趨成熟,但仍面臨一定的挑戰(zhàn),本文簡要梳理了RCS測試的原理、技術(shù)分類、關(guān)鍵方法、應(yīng)用場景及挑戰(zhàn)與展望。


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作者信息:

張應(yīng)猛1,余世星1,2,張竣綱1,代流剛1

(1.中航貴州飛機(jī)有限責(zé)任公司,貴州 安順 561000;

2.貴州大學(xué) 大數(shù)據(jù)與信息工程學(xué)院,貴州 貴陽 550025)

2.jpg

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