研究時變等離子體覆蓋導體圓柱的雙站散射特性對等離子體隱身技術和太空再入體的跟蹤識別技術具有重要的意義。以非磁化不均勻等離子體覆蓋導體圓柱的模型為基礎,采用分段線性電流密度遞歸卷積時域有限差分方法計算了不均勻時變等離子體覆蓋導體圓柱的雙站雷達散射特性。結果表明:不均勻等離子體覆蓋導體圓柱能成功地縮減目標的雷達散射截面。

　　關鍵詞：時域有限差分;等離子體;雷達散射特性

　　Abstract: The bi-station scattering characteristics of the non-magnetized,non-uniformly distributed,time-varying plasma,covered on the conductor columns in space environment,were modeled,simulated in the piecewise liner JE recursive convolution finite difference time domain method,for the purposes of improving the existing techniques of plasma stealth,tracking and identifying the re-entry of spacecrafts.The impacts of the frequency of the incident electromagnetic(EM) waves,and various key plasma parameters,such as the plasma thickness,plasma temperature,and the rising time of the time-varying plasma,on the scattering cross-section were simulated.The simulated results show that the covering of non-uniform plasma on conductor column significantly reduces the scattering cross-section of radar.Further research work of the simulation was also tentatively discussed.

　　Keywords: FDTD,Plasma,Radar scattering characteristics

　　基金項目: 安徽省紅外低溫等離子體重點實驗室基金項目(編號:2007A0103013Y)

　　目標電磁散射特性是雷達系統探測、跟蹤、識別目標的基礎, 隨著航空航天技術的發展和現代局部戰爭的升級, 隱身目標電磁散射特性研究在電子對抗中顯得越來越重要。雷達截面減縮就是控制和降低目標的雷達特征, 迫使敵方電子探測系統降低探測能力和降低武器平臺的效能, 是提高目標突防能力、生存能力, 尤其是縱身打擊能力的有效手段, 一直受到高度重視[1-3] 。

　　等離子體隱技術作為一種全新的隱身手段, 相比目前已廣泛應用的隱身技術具有許多優勢: 一是隱身效率高, 等離子體可以達到99%的隱身和折射效果, 遠高于現有的吸波材料; 二是具有寬頻段, 基本可以對所有波段的雷達進行吸收和干擾; 三是不改變裝備的外形, 適應范圍廣[4-6] 。等離子體隱身技術可以在幾乎不影響飛行器氣動和強度性能的情況下減縮其雷達散射截面( RCS) 特別是用于一些無法或難以采取外形措施的部件, 例如彈翼、機翼前緣部位等, 而且依靠材料的吸收性能降低了目標總的回波強度, 在所有方向上都達到了減小RCS 的隱身效果。

　　本文利用最新高效的分段線性電流密度遞歸卷積時域有限差分(PLJER-FDTD) 方法計算了不均勻時變等離子體覆蓋導體圓柱的雙站雷達散射特性, 分析了等離子體參數選取對雷達散射截面特性的影響。

　　通過對時變等離子體覆蓋導體圓柱的雙站散射特性的分析, 可以得出結論如下:

　　(1) 目標的RCS與許多等離子體參數和入射電磁波有關, 例如, 等離子體厚度、等離子體溫度( 決定等離子體碰撞頻率) 、時變等離子體的上升時間, 入射電磁波的頻率等。

　　(2) 不均勻等離子體覆蓋導體圓柱能成功地縮減目標的RCS。一般地, 等離子體溫度越高、厚度越大, 等離子體對入射電磁波的衰減也越大。時變等離子體上升時間越小, 時變等離子體對電磁波的衰減越大。

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