李 皓 齊玉濤 苗 毅

（中國飛行試驗研究院，陜西 西安710089）

動靜態(tài)測試過程中目標狀態(tài)的差異是影響RCS 結果一致性的重要因素。靜態(tài)測試過程中，目標姿態(tài)及各活動舵面等相對靜止不變；動態(tài)測試時，飛機按預定航線飛行，其姿態(tài)相對于測量雷達隨時改變，各活動部件也隨著不同的飛行狀態(tài)有所變化。因此，靜態(tài)測試時的飛機狀態(tài)只是動態(tài)測試時飛機狀態(tài)中的一種特例。由于飛機很難保持一種狀態(tài)飛行，因此測試目標姿態(tài)等狀態(tài)的不同，最終導致了動、靜態(tài)RCS 數據的不一致。

全面考慮目標動態(tài)特性，是準確反映目標動態(tài)電磁散射特性的關鍵。本文主要針對運動目標相對于測量雷達的位置實時變化特征中的目標運動中姿態(tài)角的變化對電磁散射特性影響進行分析，最終應用于動態(tài)建模中。

1 飛機姿態(tài)變化對RCS 影響分析

動態(tài)和靜態(tài)目標的對比分析必須建立在姿態(tài)一致性基礎上，否則是不具備可比性的[1]。飛機目標在實際飛行過程中姿態(tài)變化是一個復雜的過程，由于上升氣流或側風會對飛行姿態(tài)有一個擾動效應，因此傳統(tǒng)上將測量目標航跡設定為等平面飛行是不符合實際情況的，而且為保持一定的飛行姿態(tài)，飛機一般會有一定的攻角，因此目標運動過程中視向角變化是由于飛行動作與環(huán)境綜合作用的結果，所以簡單的航跡設定會對視向角計算產生誤差，也會對動態(tài)建模造成一定的計算誤差。圖1（a）為等平面飛行視向角變化，圖1（b）為相同條件下目標實際視向角變化情況，可以看出，二者差異較大。

圖1 傳統(tǒng)建模與實際測量視向角變化對比

在實際測試的數據處理中，我們發(fā)現視向角度對目標動態(tài)特性的影響還體現在目標姿態(tài)動態(tài)變化趨勢上，雖然計算出的目標視向角都位于較小相同區(qū)間內，但對其動態(tài)測量結果進行統(tǒng)計，其結果具有明顯差異，這也證明了動態(tài)目標電磁散射的姿態(tài)敏感性，以及對動態(tài)目標電磁散射數據處理過程中姿態(tài)變化趨勢的影響。以某型飛機為例，截取同一飛行架次中兩段數據，在某一雷達觀測視向范圍內，目標方位、俯仰、橫滾角變化趨勢完全相反，其測量數據及統(tǒng)計結果如圖2 所示，data1 和data2 是選自同一飛行架次的兩段數，由結果可看出，在H、V 兩種極化及正交極化下，由于飛行動作變化趨勢差異，統(tǒng)計結果有較大差異。

圖2 某型飛機全極化RCS 測量結果對比

2 單一擾動因素對RCS 影響分析

飛機在真實環(huán)境中飛行時，會受到上升氣流、側向風或湍流等不可預知氣流的干擾，會對飛行姿態(tài)產生擾動，也會影響雷達測量視向角度，由于目標電磁散射特性的姿態(tài)敏感性，其RCS 也會發(fā)生改變[2]，因此對動態(tài)目標電磁散射特性仿真也要考慮這些影響因素。

本文利用文獻[3]中的模型對擾動因素進行了分析，截取了某段實際飛行航線，采用上述抖動模型進行建模，并與實際飛行視向角進行對比，圖3為視向角對比結果（Δt=0.01s，T=3s，σφ=0.4°，σθ=0.1°）。

圖3 視向角變化對比

分別選取兩組不同的參數，按照抖動模型的姿態(tài)角和與實際測試的姿態(tài)角，基于物理光學方法[4]（Physical Optics，PO）進行對應姿態(tài)角的電磁散射計算，計算結果如圖4 所示，計算頻率9.5GHz?？梢钥闯鼋Y果有較大差異，說明傳統(tǒng)建模使用的抖動模型存在局限之處，不能完全表征姿態(tài)變化的動態(tài)特性。

圖4 抖動模型與實際測試RCS 結果對比

分析認為，首先，抖動模型參數的選取具有隨機性，擾動方差和周期在真實情況下難以確定，但對擾動計算結果卻有較大影響；其次，由于真實情況下環(huán)境擾動的隨機性（如側風、湍流的隨機變化），因此將引起飛機抖動的各種隨機因素當作高斯白噪聲，并認為所有噪聲的影響體現在視向角上是不符合實際情況的；再次，飛機姿態(tài)擾動應當也與飛機本身姿態(tài)有關，這在擾動模型中沒有體現；最后，飛機姿態(tài)的抖動還應包含飛機活動部件隨運動姿態(tài)的活動情況，這在抖動模型中也沒有予以體現。

3 結論

可以看出，運動目標位置時變引起的姿態(tài)角變化是造成動態(tài)數據起伏的主要原因，對目標飛行過程中視向角計算是進行動態(tài)目標電磁散射建模的關鍵，而且對于實際飛行情況來說，影響視向角的因素眾多，簡單的視向角變化模型不能夠準確描述視向角在實際飛行過程中的變化過程，因此用實際測量的雷達數據和機載數據進行視向角計算，然后將計算結果應用于仿真過程是一種可行的計算方法，可對目標視向角變化進行準確描述，為后續(xù)動態(tài)目標電磁散射建模提供重要的數據支撐。