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圖10.1 單站和雙站散射
一、影響RCS 的因素
RCS 的量值主要取決于下列因素：
（一）目標的物理特性
目標的物理特性主要指目標材料的電性能。因此，通過在飛機表面涂敷特殊的材料，或
飛機結構采用適當的電性能的材料，能有效地減縮飛機的RCS。
（二）目標的幾何外形
目標的幾何外形與其RCS 關系很大，因此，可利用改變飛機外形來控制飛機的RCS。
（三）目標被雷達波照射的方位
一般來說，目標的RCS 隨方位角劇烈變化。同一目標，由于照射方位不同，其RCS 可以
相差幾個數量級。
（四）入射波的波長
波長對目標RCS 的影響很大。當波長比目標的特征尺寸大得多時，整個目標長度上的入
射場無論是振幅還是相位都沒有什么變化，此時通常稱目標處在低頻區。當入射波波長與目
標的特征尺寸是同一數量級時，入射場的相位在整個目標長度上的變化很顯著，目標的每一
部份都會影響另外部份的場強，目標上每點的電磁場都是入射場和該目標上其余點引起的散
射場的疊加，此時通常稱目標處在諧振區。當波長與目標的特征尺寸相比很小時，稱目標處
在高頻區。對于這種情況，目標上某一點對該目標其它點的散射場貢獻與入射場相比是很小
的，因此可以將這個目標的散射場看作由各獨立的、局部的散射場組成的。由于絕大多數飛
機都處于高頻區，因此對于高頻區目標的散射機理和RCS 的研究，具有重要的實用意義。
因此，對于已定的雷達系統和照射方位而言，RCS 的值主要決定于飛機的幾何外形和材
料的物理特性。
二、RCS 的單位和典型量值
由RCS 的定義可知，它的單位是一個面積，可以用量綱來檢驗RCS 的計算公式，看它是
不是長度的平方，以此來判斷公式是否正確。通常，RCS 的用平方米來表示，但由于目標RCS
隨方位變化劇烈，故也常用平方米的分貝數（dBsm）來表示，平方米和平方米的分貝數的換
算關系如下：
· 147 ·

]
1( )
( ) 10log [ ( 2
2
10 m
dBsm m σ
σ = （10.2）
在分析雷達散射截面減縮的效果時，如果說目標的RCS 減縮XdB，就意味著目標的回波散射
功率減少的百分數為：
(1−10−X /10 ) ×100% (10.3)
因此，10dB 的減少對應于減少了90%；20dB 的減少對應于減少了99%，30dB 的減少對應于減
少了99.9%，依次類推。換句話說，減少10dB 就意味著原回波散射功率只剩下1/10，20db
意味著剩下1/100 的功率，30dB 意味著剩下1/1000 的功率。
為了對各目標RCS 的數量級有一個初步
的認識，表10.1 列出了幾種目標RCS 的典型
量值。必須要說明的是，由于目標的RCS 與
雷達波的照射方向和波長有很大關系，對于
一個具體目標來說，由于雷達波照射方位和
波長不同，RCS 的量值差別很大，表10.1 所
表示的目標RCS 值是相對于某一波長和在某
個方位區域內的平均值。
表10.1 幾種目標RCS 的典型值
目標 RCS(m2) RCS(dBsm)
昆蟲 0.001 -30
鳥類 0.01 -20
人 1.0 0
F-117A 0.1 -10
B-2 0.01 -20
常規戰斗機 10 10
B-1B 1.0 0
B-52 100 20
大型運輸機 1000 30
三、雷達距離方程
為了進一步理解目標RCS 的重要性，這里討論雷達接收功率與目標RCS 的關系。雷達探
測目標，是通過接收目標散射回來的回波來實現的。這個回波的功率直接與目標RCS 的大小
有關。雷達接收到的功率Pr 可表示為：
3 4
2 2
(4 ) R
P PtG
r π
λ σ
= (10.4)
式中R為雷達與目標的距離，σ是雷達散射截面，G為天線的增益，Pt是發射功率為，λ是雷
達波長。由于噪聲的存在，雷達要探測目標，其接收到的功率不能小于某一值Pmin，否則雷達
將不能檢測到目標的信號。將Pmin代入上式，得到雷達系統能探測到目標的最大距離Rmax
4
1
min
3
2 2
max ]
(4 )
[
P
PG
R t
π
λ σ
= (10.5)
這就是雷達距離方程最簡單的形式。它表明雷達的最大探測距離與目標RCS 的4 次方根
成正比，為了使雷達的最大探測距離降低一半，需要將目標的RCS 減縮到原來的1/16。雷達
距離方程提供了分析飛機的RCS 與飛機生存力和戰斗效能之間關系的依據，具有重要的實際
意義。
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人們通過大量的理論分析和實驗測量，發現在高頻區，目標的總散射場可以分解為某些
局部位置上的散射場的合成。通常把這些產生電磁散射場的局部點、線、面稱之為散射源（或
散射中心）。散射源概念的引入，使得原來復雜的電磁散射問題的大大地簡化了。下面介紹幾
種基本的散射源。
一、鏡面反射
當電磁波照射到光滑的目標表面時，會發生如
圖10.2 所示的散射現象，這種散射稱為鏡面反射。
圖中是入射波的波矢量，它的方向代表入射波傳
播方向，
ki
􀁇
kr
􀁇
是反射波的波矢量，代表反射波的傳播
方向， n􀁇 是目標表面上反射點處的單位法矢量。鏡
面反射發生在光滑的目標表面上，反射波的大部份
能量集在kr
􀁇
方向上，其它方向上的散射場強很小。
鏡面反射是一種強散射源。
圖10.2 鏡面反射現象
二、邊緣繞射
當電磁波入射到目標的邊緣棱線時，例如平板或楔的邊緣上時，鏡面反射已不存在，散
射波主要來自于目標邊緣對入射電磁波的繞射，如圖10.3 所示。
(a) (b) (c)
圖10.3 邊緣繞射現象
圖中代表繞射波的傳播方向。電磁波的繞射與反射不同，一束入射波可以在邊緣上產
生無數條繞射線。圖10.3（a）是入射波傳播方向與邊緣不垂直時的繞射現象；圖10.3（b）
是入射波方向垂直于邊緣時的繞射現象。很多目標都有邊緣或楔形，例如當雷達波照射到飛
　
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