雷达反射截面

雷达反射截面，它是一个等效的面积，当这个面积所截获的雷达照射能量各向同性地向周围散射时，在单位立体角内的散射功率，恰好等于目标向接收天线方向单位立体角内散射的功率。

中文名：雷达反射截面

外文名：RadarCrossSection

简称：RCS

目标：向雷达散射电磁波能力的量度

常用单位：是平方米或平方波长

1、基本定义

雷达反射截面积（）。它是一个等效的面积，当这个面积所截获的雷达照射能量各向同性地向周围散射时，在单位立体角内的散射功率，恰好等于目标向接收天线方向单位立体角内散射的功率。雷达目标截面积具有面积的量纲，用σ表示雷达目标截面积，则可写为。

2、相关公式

这是雷达目标截面积的实验定义式。σ是雷达基本方程中的一个因子。已知发射功率Pt，发射和接收天线增益G，波长λ，目标到雷达的距离R,则雷达接收天线截获的功率为

若测出接收功率Pr，则雷达目标截面积的公式为

这是实验测定雷达目标截面积的基本公式。雷达目标截面积的理论定义式为

式中Ei为雷达在目标处的照射场强；Er为目标在接收天线处的散射场强。因为雷达发射球面波，只有在满足远场条件（概略地说即当目标距离足够远时）目标在接收天线处的散射波才近似地表示为平面波。雷达目标截面积的这一定义与距离无关。一个具体目标的雷达截面积与目标本身的几何尺寸和形状、材料、目标视角、雷达工作频率及雷达发射和接收天线的极化有关。当其他条件不变时，目标尺寸越大，雷达截面积也越大。对于一定的雷达频率和固定的视角，目标的雷达截面积决定于极化。在远场和线性散射条件下，雷达目标截面积与极化的关系可表示为矩阵，称为雷达目标的散射矩阵。

在理论上，把物体的边界条件代入麦克斯韦方程即可计算出雷达目标截面积，但仅在物体具有简单的几何形状的情况下才能得出精确解。例如，良好导电的球体，其雷达目标截面积与观察方向无关，对极化也不敏感，但与波长有密切关系（图1）。当球的周长小于波长时，雷达目标截面积与波长的四次方成反比。这是尺寸比波长小得多的任何物体所具有的散射特性。这一区域称为瑞利区。当波长小于球体周长的十分之一时，球体的雷达截面积与波长无关，且恰等于球体的光学截面积πr（r为半径）。这一区域称为光学区。两者之间的区域（1

获得复杂形状物体的雷达截面积的常用方法之一，是测量来自目标本身和雷达截面积为已知的物体的回波功率。进行这种测量时须对雷达接收机进行仔细的校准和标度，还须控制实验环境，避免背景散射等因素对测量精度的影响。图2为一架中等大小的老式双引擎轰炸机在10厘米波长上的雷达截面积与方向角的函数关系。图中表明，复杂目标的雷达截面积随方向角而急剧变化。复杂目标的雷达截面积也可以在保持远场条件（R≥2D/λ，D为试验模型的最大尺寸）下，用缩小的模型和同样比例的波长在室内进行测量。

对于复杂目标，在雷达工作条件下目标方向角是不稳定的，因此应把雷达目标截面积看作为随机量，并用概率密度和相关函数表示（见雷达目标噪声）。通常所说的雷达目标截面积指的是统计期望值。