(2) VV極化
表 2為 VV極化下 ,根據(jù)測試曲線圖 4得到的單縫隙板試件電磁散射隨縫隙寬度的變化規(guī)律。
表 2 單縫隙板電磁散射隨縫隙寬度變化規(guī)律 ( VV極化 ) Table 2 Electromagnetic scattering characteristics effected by width of single2slit ( VV polarization)
-90°～ -60°及 60°～90°-90°～90°均值 / dBsm 均值 / dBsm
200 mm平板 -411 244 -331 538
1 mm縫隙 -421 553 -341 243
5 mm縫隙 -411 053 -301 345
16 mm縫隙 -341 971 -181 836
將 VV極化下 ,單縫隙金屬板相對同樣尺寸的無縫金屬平板的 RCS均值增幅與單縫隙寬度的關(guān)系繪制了曲線圖 (見圖 6)。
圖 6 縫隙寬度對單縫隙 RCS的影響 (VV極化 ) Fig1 6 Electromagnetic scattering characteristics effected by width of single2slit (VV polarization)
分析圖 6 ,VV極化下縫隙較窄時 (1 ,5 mm)其電磁散射與無縫金屬平板相差很小 (<3 dBsm) ,縫隙寬度達到 1/ 2波長時 (16 mm)其散射有明顯躍升 ,-90°～90°內(nèi)散射均值接近 HH水平。
此外 ,將表 1和表 2中關(guān)于 1 ,5 ,16 mm縫隙電磁散射均值進行對比 ,發(fā)現(xiàn) HH極化下縫隙的電磁散射一般高于 VV極化 (在縫隙寬度較窄時此效應(yīng)尤其明顯 )。
對比 16 mm縫隙的 HH和 VV極化散射曲線 (圖 3、圖 4) ,發(fā)現(xiàn)其電磁散射分布存在明顯區(qū)別。 HH極化下 ,在 -90°～ -60°和 60°～90°范圍內(nèi)存在較強的表面波散射 ;而 VV極化下 ,即使在縫隙寬度較大的情況下 ,縫隙引起的表面波散射水平還是很低 ,而在 -60°～ -15°和 15°～60°范圍內(nèi)存在較強的縫隙自身散射 ,這構(gòu)成了 VV極化下縫隙電磁散射的主體。
21 3 多縫隙電磁散射特性
圖 7顯示了等間距三縫隙試件 ,縫隙寬度為 1 mm ,縫隙間距分別為 20、30 ,60 mm的測試結(jié)果。表 3為多縫隙試件測試數(shù)據(jù)分析表。分析如下 :
(1) HH極化下 ,間距 20 mm時三條縫隙的總散射最弱 ,間距為 30 mm和 60 mm的情況下 3條縫隙的總散射水平基本相同。在圖 7中觀察 -60°～
-15°,15°～60°內(nèi)散射分布可發(fā)現(xiàn)縫隙間距對多縫隙電磁散射的空間分布及波峰位置影響很大 ,其原因是 :在上述入射方位角域內(nèi) ,各縫隙電磁散射相對獨立 ,
(各單縫隙處相位信息變化 )產(chǎn)生不同的疊加效果 (有增有減 )。
表 3 多縫隙電磁散射特性規(guī)律表 Table 3 Electromagnetic scattering characteristics of multi2slits
60°～90°0°～90°均值 / (dBsm) 均值 / (dBsm)
400 mm平板 H H -321 818 -311 879
VV -401 835 -341 876
1 mm三縫隙 H H -241 732 -221 146
間距 20 mm VV -411 170 -311 768
1 mm三縫隙 H H -181 874 -211 470
間距 30 mm VV -431 870 -331 216
1 mm三縫隙間距 60 mm H H VV -201 614 -371 955 -221 274 -331 087
如圖 8 ,3條縫隙的散射存在一定的波程差 ,其總散射是 3條縫隙散射按相位疊加的結(jié)果。用 θ表示入射方位角 ,d表示縫隙間距 ,λ表示照射波長 ,則縫隙 A與縫隙 B間入射場波程差為 dab = d sinθ,縫隙 A與縫隙 C間入射場波程差為 dac =2 d sinθ。相應(yīng)的 A,B與 A ,C間散射場波程差為 2 dab和 2 dac ,相位差依次為 :
Δ<ab = 4πdsinθ/λ,Δac = 2Δab
<<
圖 8 多縫隙電磁散射耦合 Fig1 8 Multi2slits’electromagnetic scattering cou2 pling effect
縫隙 A的散射場可以用復(fù)數(shù)形式表示為
Es ,a =Es,aej<a=Es (cos <a +j sin <a )(1)
在入射方位角角不太大的情況下 , 3條縫隙可視為獨立散射 (散射場的形成中互不影響 ),且 3條縫隙尺寸一致 ,因此 3條縫隙在任意相同方向上的散射場大小相同 ,相位各異。 3條縫隙的總散射場可表示為
Es ,total =Es ,a Es ,b Es ,c =
+ .+ .
..))
j<aj ( <a +Δ<abj ( <a +Δ<ac
Es ,a [e+ e+ e](2)
經(jīng)簡單公式推導(dǎo)可得
(+Δ)
Es ,total =Es,aej<a <ab[1 + 2co s (Δab )] (3)
從式 (3)中可見 ,[ 1 + 2cos (Δ<ab )]項對 3條縫隙散射的疊加效果起到?jīng)Q定作用 ,其最大值為 3 ,此時必須有
cos (Δab )= 1 (4)
<
簡單推導(dǎo)得到此時入射方位角 θ需滿足 sinθ = (Nλ)/ (2 d) (5)式中 :N為整數(shù)。在測試中取照射頻率 10 GHz ,即照射波長 λ為 30 mm ,對于縫隙間距 d = 30 mm的試件 ,由式
(5),在 sinθ取值為 0 , ±1/ 2 , ±1時 , 3條縫隙散射疊加最強 ,即入射方位角 θ為 0°, ±30°, ±90°。觀察圖 7 ,在θ= ±30°時確實出現(xiàn)明顯的耦合波峰 ,證明上述分析是合理的。值得注意的是 θ=0°時平板鏡面反射波峰太強以致淹沒了縫隙散射效應(yīng) ;此外 ,θ= ±90°時多縫隙引起的表面波散射存在嚴重的互相干擾 ,導(dǎo)致上述分析的假設(shè)前提 ( 3條縫隙獨立散射 )不成立。
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