太赫兹雷达散射截面测量的定标体研究

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雷达散射截面(Radar Cross Section,RCS.)是评估目标散射特性的一个重要参数,目标RCS快速精确分析对于飞机、军舰以及导弹等目标的隐身设计至关重要。目前太赫兹目标RCS测量是以目标和定标体相对测量方式为主。然而,太赫兹频段定标体大多沿用微波频段的加工和使用方法,针对太赫兹RCS测量的定标体研究较为缺乏。因此,本论文在对太赫兹波吸收和散射研究基础上,围绕太赫兹波段散射截面测量的定标体问题开展了较为深入的研究。本文主要通过理论计算和模拟仿真的方式,对太赫兹频段定标体的雷达散射截面进行研究,深入分析影响太赫兹频段定标体精度的因素,并将仿真数据与实验测量值进行比较。论文以半径为10cm的金属导体球作为典型定标体,以电磁计算软件CST作为仿真计算手段,分析了定标球机械加工中出现的不同周期性粗糙深度、不同周期性划痕形状、不同区域粗糙度以及球体椭球度等因素对定标体RCS的影响规律。分析表明,在440GHz频点处,定标球表面粗糙度越大,RCS值越小。在此基础上,讨论了定标体表面不同涂覆层材料和涂覆厚度对RCS的影响。结果表明当表面涂覆层厚度大于半波长时,RCS值开始出现震荡,所以定标体加工时表面涂层厚度要控制在半波长内。分析了入射波入射方向和极化方式对RCS的影响,结果表明入射方向和极化方式都会对太赫兹频段定标体的RCS产生的影响较小。为不同类型目标太赫兹频段RCS高精度测量提供了定标依据并奠定了测试基础。基于仿真结果,论文进一步对表面不同粗糙度的球型定标体RCS的进行了实验测量,并将实测结果和仿真结果进行对比,验证了仿真结果的正确性。本论文的研究内容,对于研究掌握太赫兹目标散射特性具有一定的应用价值。
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