CN105372732B - 一种降低三角形反射器rcs的三角形反射器 - Google Patents

Abstract

本发明涉及一种降低三角形反射器RCS的三角形反射器，根据本发明的曲面三角形反射器为由三个侧面构成的直角三棱锥型结构，每个侧面均为向所述三角形反射器内部凸出的二次曲面。本发明通过将三角形反射器的三个直角三角形侧面设置为向三角形反射器内部凸出的二次曲面，能够降低三角形反射器的RCS；通过给出曲面三角形反射器的凸出因子与RCS缩减量的关系，能够为靶标设计提供理论指导。

Description

一种降低三角形反射器RCS的三角形反射器

技术领域

本发明涉及信号特征控制领域，特别涉及一种降低反射器RCS的三角形反射器。

背景技术

以下对本发明的相关技术背景进行说明，但这些说明并不一定构成本发明的现有技术。

三角形反射器由于其结构稳定性具有较广泛的应用，它在舰船、导弹、飞机等目标中构成了侧视方向的强散射源，还可以作为雷达探测工具以及某些雷达目标的定标体，在靶标的结构设计中，三角形反射器也是一种常见的结构。由于三角形反射器在很宽的角度范围内都能造成较强的回波散射，因此不利于舰船、飞机等特定目标的隐身。

因此，现有技术中需要一种能够解决由于三角形反射器在很宽的角度范围内都能造成较强的回波散射而导致其不利于特定目标的隐身的问题的解决方案。

发明内容

本发明的目的在于提出一种降低三角形反射器RCS的三角形反射器，能够显著降低三角形反射器的回波散射，使得三角形反射器在特定目标中起到很好的隐身效果。

根据本发明的降低三角形反射器RCS的三角形反射器，是由三个侧面构成的直角三棱锥型结构，每个所述侧面均为向所述三角形反射器内部凸出的二次曲面。

优选地，所述直角三棱锥为等腰直角三棱锥。

优选地，所述二次曲面为椭圆球面、椭圆抛物面、椭圆柱面或椭圆锥面。

优选地，所述二次曲面为椭圆球面；针对所述三角形反射器的每一个侧面：所述椭圆球面的长轴与所述侧面的底边垂直、平行、或者呈锐角夹角。

优选地，所述椭圆球面的最大突出位置为所述等腰直角三棱锥型结构底边的中点。

优选地，所述椭圆球面的长轴穿过所述等腰直角三棱锥的顶点且垂直于所述侧面的底边，所述椭圆球面的中轴与所述侧面的底边重合。

优选地，所述椭圆球面的长轴、中轴、短轴满足如下关系：

式中，h为椭圆球面的最大突出高度，a为等腰直角三角形的直角边长，A为椭圆球面的长轴，B为椭圆球面的短轴，C为椭圆球面的中轴，且N≤M≤L。

优选地，所述椭圆球面的曲率为：

优选地，所述椭圆球面的凸出因子l为：l＝h/a，所述三角形反射器的RCS缩减量Δσ为：Δσ＝σ_0max-σ_max，所述三角形反射器的凸出因子l与RCS缩减量Δσ的关系为：

式中，σ_0max为与所述三角形反射器具有相同的直角边的直角三角形反射器的理论RCS，σ_max为所述三角形反射器的最大RCS，k为所述三角形反射器的电尺寸。

根据本发明的降低三角形反射器RCS的三角形反射器为由三个侧面构成的直角三棱锥型结构，通过将三角形反射器的每个侧面设置为向三角形反射器内部凸出的二次曲面，能够降低三角形反射器的回波散射，使得三角形反射器在特定目标中起到很好的隐身效果。

附图说明

通过以下参照附图而提供的具体实施方式部分，本发明的特征和优点将变得更加容易理解，在附图中：

图1为现有技术的垂直三角形反射器的示意图；

图2是根据本发明的降低三角形反射器RCS的曲面三角形反射器的示意图。

具体实施方式

下面参照附图对本发明的示例性实施方式进行详细描述。对示例性实施方式的描述仅仅是出于示范目的，而绝不是对本发明及其应用或用法的限制。

针对现有技术中三角形反射器在很宽的角度范围内都能造成较强的回波散射而导致其不利于特定目标的隐身的问题，本申请提供一种降低三角形反射器RCS的技术方案，通过将三角形反射器的三个直角三角形侧面设置为向三角形反射器内部凸出的曲面结构，能够降低三角形反射器的RCS，使得三角形反射器在特定目标中起到隐身的效果，也可以为靶标设计提供理论指导。

下面结合附图1-2详细说明本发明实施例的技术方案。本发明中提及的电尺寸，是指目标的物理尺寸与波长的比值；本发明中提及的RCS为Radar Cross Section，即雷达散射截面。

图1示出了现有技术中垂直三角形反射器1的示意图，其中a表示垂直三角形反射器1的直角边的边长。这种垂直三角形反射器在很宽的角度范围内都能造成较强的回波散射，不利于隐身。为了解决这个问题，本发明提出了一种降低三角形反射器RCS的曲面三角形反射器。如图2所示，根据本发明的降低三角形反射器RCS的曲面三角形反射器2，为由三个侧面构成的直角三棱锥型结构。三个侧面的交点为三角形反射器的顶点O(图中未示出)，每个侧面均为向三角形反射器内部凸出的二次曲面。通过将侧面设置成二次曲面结构，能够显著降低三角形反射的RCS。优选地，直角三棱锥为等腰直角三棱锥。图2中，点A、点B以及点C分别代表三角形反射器2的三个顶点，点D为底边BC的中点。

二次曲面可以是椭圆球面、椭圆抛物面、椭圆柱面或椭圆锥面，在等腰直角三角形的直角边长确定的情况下，选择不同的曲面结构，三角反射器的RCS也不同。根据本发明的优选实施例，二次曲面为椭圆球面，优选地，椭圆球面的最大突出位置为等腰直角三棱锥型结构底边的中点，如图2中的点D。

针对三角形反射器的每一个侧面：椭圆球面的长轴可以与侧面的底边垂直，比如，椭圆球面的长轴与平面OBC平行、或者椭圆球面的长轴位于平面OBC内；椭圆球面的长轴可以与侧面的底边平行，比如，椭圆球面的短轴与平面OBC平行、或者椭圆球面的短轴位于平面OBC内；椭圆球面的长轴可以与侧面的底边呈锐角夹角。根据本发明的优选实施例，椭圆球面的长轴穿过等腰直角三棱锥的顶点且垂直于侧面的底边，椭圆球面的中轴与侧面的底边重合。优选地，椭圆球面的长轴、中轴、短轴满足如下关系：

式中，h为椭圆球面的最大突出高度，a为等腰直角三角形的直角边长，L为椭圆球面的长轴，M为椭圆球面的短轴，N为椭圆球面的中轴，且N≤M≤L。

根据本发明的优选实施例，椭圆球面的曲率为4h(h+2)/a²。入射波可以沿着曲面三角形反射器的口径方向入射，也可以沿着某一直角三角形侧面的法线方向入射。据本发明的优选实施例，入射波沿着点A、B、C组成的平面的法线方向入射。以下以入射波沿着点A、B、C组成的平面的法线方向入射为例，对根据本发明的曲面三角形反射器进行详细说明。

定义曲面三角形反射器2的凸出因子l为：l＝h/a，曲面三角形反射器2的RCS缩减量Δσ为：Δσ＝σ_0max-σ_max，其中，σ_0max为与曲面三角形反射器2具有相同的直角边尺寸的三角形反射器1的理论RCS，σ_max为曲面三角形反射器2的最大RCS，根据本发明的优选实施例，曲面三角形反射器2的凸出因子l与RCS缩减量Δσ的关系为：

式中，σ_0max为与所述三角形反射器具有相同的直角边的直角三角形反射器的理论RCS，σ_max为所述三角形反射器的最大RCS，k为所述三角形反射器的电尺寸。

从上述关系式可以看出，三角形反射器2的电尺寸固定不变时，曲面三角形反射器2的凸出因子越大，三角形反射器2的RCS缩减量越大；曲面三角形反射器2的凸出因子固定不变时，曲面三角形反射器2的电尺寸越大，曲面三角形反射器2的RCS缩减量越大。本发明提供的曲面三角形反射器的凸出因子与RCS缩减量的关系，能够为本领域技术人员进行靶标设计提供理论指导。

与现有技术相比，本发明通过将三角形反射器的三个侧面设置为向三角形反射器内部凸出的二次曲面，能够降低三角形反射器的RCS；通过给出曲面三角形反射器的凸出因子与RCS缩减量的关系，能够确定曲面三角形反射器的凸出因子的确定方法，为靶标设计提供理论指导。

虽然参照示例性实施方式对本发明进行了描述，但是应当理解，本发明并不局限于文中详细描述和示出的具体实施方式，在不偏离权利要求书所限定的范围的情况下，本领域技术人员可以对所述示例性实施方式做出各种改变。

Claims (7)

1.一种降低三角形反射器RCS的三角形反射器，其特征在于：所述三角形反射器为由三个侧面构成的直角三棱锥型结构，每个所述侧面均为向所述三角形反射器内部凸出的二次曲面；

其中，所述直角三棱锥为等腰直角三棱锥；

其中，所述二次曲面为椭圆球面、椭圆抛物面、椭圆柱面或椭圆锥面。

2.如权利要求1所述的三角形反射器，其中，所述二次曲面为椭圆球面；针对所述三角形反射器的每一个侧面：所述椭圆球面的长轴与所述侧面的底边垂直、平行、或者呈锐角夹角。

3.如权利要求2所述的三角形反射器，其中，所述椭圆球面的最大突出位置为所述等腰直角三棱锥型结构底边的中点。

4.如权利要求3所述的三角形反射器，其中，所述椭圆球面的长轴穿过所述等腰直角三棱锥的顶点且垂直于所述侧面的底边，所述椭圆球面的中轴与所述侧面的底边重合。

5.如权利要求4所述的三角形反射器，其中，所述椭圆球面的长轴、中轴、短轴满足如下关系：

$\left\{\begin{array}{c}\sqrt{2}a\≤L\≤(7a^2+4a)/2\\ \sqrt{2}a\≤M\≤(5a^2+a)/2\\ N\≥2h\end{array}\right.$

式中，h为椭圆球面的最大突出高度，a为等腰直角三角形的直角边长，L为椭圆球面的长轴，M为椭圆球面的短轴，N为椭圆球面的中轴，且N≤M≤L。

6.如权利要求5所述的三角形反射器，其中，所述椭圆球面的曲率为：

$\frac{L(h+2)}{a^2\sqrt{1-e^2}}.$

7.如权利要求6所述的三角形反射器，其中，所述椭圆球面的凸出因子l为：l＝h/a，所述三角形反射器的RCS缩减量Δσ为：Δσ＝σ_0max-σ_max，所述三角形反射器的凸出因子l与RCS缩减量Δσ的关系为：

$\mathrm{\Δ}\mathrm{\σ}=\frac{4{\mathrm{\πa}}^2+e^{1+l}+1}{3{\mathrm{\λ}}^2}\×ln(1+k^2)$

式中，σ_0max为与所述三角形反射器具有相同的直角边的直角三角形反射器的理论RCS，σ_max为所述三角形反射器的最大RCS，k为所述三角形反射器的电尺寸。