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文献综述（或调研报告）：
雷达，是英文Radar的音译，源于radio detection and ranging的缩写，意思为'无线电探测和测距'，即用无线电的方法发现目标并测定它们的空间位置。因此，雷达也被称为'无线电定位'。雷达发射电磁波对目标进行照射并接收其回波，由此获得目标至电磁波发射点的距离、距离变化率(径向速度)、方位、高度等信息。
随着电磁学的不断发展进步,目标的散射特性越来越受到关注，而雷达是根据目标对雷达波的散射能量来判断目标存在并确定目标位置的 ,因此目标电磁散射特性的研究在现代雷达对抗中具有重要意义。自二十世纪五十年代以来，研究人员对散射机理、复杂目标散射特性的快速仿真计算、特征分析等方面进行了大量研究，并获得了很多有意义的成果。然而，这些研究主要局限在微波/毫米波或光波频段，前者主要依据电磁场全波分析或高频方法，后者主要依据几何光学法等光学方法。
雷达目标电磁散射特性是雷达系统共性基础技术，主要研究雷达观测目标在入射电磁波照射激励下， 目标在频率域、角度域、极化域的电磁散射机理与特性，包括窄带特性、宽带特性、极化特性等，其中雷达散射截面是度量雷达目标对入射电磁波散射能力的一个物理量，反映了目标电磁散射的强度信息。根据雷达方程，对于给定的雷达系统和电磁波传播环境，目标 RCS 决定了雷达的探测性能; 利用不同目标之间电磁散射特性的差异，是雷达目标识别的重要手段和依据; 有效控制目标的电磁散射特性，是隐身技术的主要研究内容。因此，雷达目标电磁散射特性研究对雷达系统设计、成像与目标识别、目标隐身与反隐身探测等都具有极其重要的意义。
雷达目标电磁散射特性的机理与现象非常复杂，雷达散射截面既与目标的形状、尺寸、结构及材料有关，也与入射电磁波的频率、极化方式和入射角等有关。，理论分析、仿真和测量成为研究雷达目标电磁散射特性的重要方法。 借助计算机技术的发展、仿真算法的完善和测量技术的提高，仿真和测量成为研究雷达目标电磁散射的主要方法。无人机上的电磁散射源基本类型包括镜面反射、边缘绕射、尖顶绕射、爬行波绕射、行波绕射和非细长体因电磁突变引起的绕射。当电磁波垂直射入局部光滑目标表面时，在其后向方向上产生很强的散射回波，这种散射称为镜面反射，它是强散射源。当电磁波入射到目标边缘棱线时，散射回波主要来自于目标边缘对入射电磁波的绕射，它与反射不同之处在于一束入射波可以在边缘上产生无数条绕射线，是重要的散射源。对于无隐身措施的常规飞机，它的散射场包括反射和绕射场，主要是镜面反射和边缘绕射起作用。对于隐身飞机，采取多种措施，使镜面反射和边缘绕射基本消失。
仿真是依据电磁理论，利用计算机求解目标电磁散射特性的方法，主要包括解析法、高频法和数值法。
1、解析法又称为经典解法，是根据目标电磁散射问题与电磁场边界条件，利用分离变量法，严格求解经典麦克斯韦方程组的方法。 仅当目标表面与某个正交坐标系的坐标面重合或平行时，才能利用分离变量法建立目标散射问题的严格解析解。到目前为止，只有在11种正交坐标系下才可以利用分离变量法，因此解析法无法求解外形复杂目标的电磁散射问题，只能求解一些外形特殊的简单目标体，如球体、柱体、尖劈等。解析法虽然应用范围有限，但由于能够获得严格理论解，对理解电磁散射机理、推导高频近似方法、仿真算法验模、RCS 测量定标、雷达标校等都具有非常重要的应用。
2、高频法。当目标外形几何尺寸远大于入射电磁波波长时， 称目标为电大尺寸目标或目标处于散射的光学区。对于电大尺寸目标，基于散射场的局部性原理，即忽略目标上不同部位之间的电磁互耦，可以应用高频法分析电磁散射问题，散射场主要来源于各个独立散射中心回波的相干叠加。从20世纪50年代以来，出现了多种高频法，主要包括几何光学法( GO) 、几何绕射理论( GTD) 、一致性几何绕射理论( UTD) 、一致性渐进理论( UAT) 、等效电流法( ECM) 、等效边缘电流( EEC) 、物理光学法( PO) 、物理绕射理论( PTD) 、增量长度绕射系数法 ( ILDC) 和弹跳射线方法( SBR) 等。高频法具有物理概念清楚、场分布可以直接写出表达式、简单易用、计算速度很快、存储量少等优点，因此被广泛应用于各类电大尺寸复杂目标电磁散射特性分析。结合计算机图形学以及计算机显卡 GPU 硬件加速等新技术，高频法获得了很快发展。
3、数值法又称全波数值法，是对微分形式的麦克斯韦方程组或与之等效的积分方程用数值计算方法进行求解的一类电磁仿真算法，主要包括矩量法( MoM) 、 时域有限差分法( FDTD) 以及有限元法( FEM) 等。由 于数值法能够计算任意外形的复杂目标，且具有计算 精度高、使用灵活等优点，受到广泛应用。 矩量法( MoM) 是将微分形式的麦克斯韦方程组转化为积分方程，基于线性叠加原理和格林函数，通过基函数和权函数将积分方程离散化为矩阵方程进行求解。由于仅需要在目标表面进行网格剖分，矩量法非常适用于电磁辐射与散射问题的求解。 时域有限差分法( FDTD) 是采用有限差分来代替麦克斯韦旋度方程组的微分算子，从而将微分方程离散化为差分方程，进而求解空间电磁场问题。不同于积分形式的矩量法，时域有限差分法需要人为引入吸收边界条件( ABC) ，将开放域散射问题转化为有限 域问题进行求解，吸收边界条件主要有 Mur 边界条件、完全匹配层( PML)等。时域有限差分法具有编程简单、计算复杂度较低、适于并行计算的特点，通过在空间域与时间域进行离散化，非常适合复杂非均匀媒质与时域散射问题的求解。 在机械结构领域被广泛应用的有限元法( FEM) 也被引入电磁散射问题的分析。有限元法通过将描述散射问题的微分方程转化为泛函变分的形式进行离散化求解。由于有限元法离散后得到的是稀疏 矩阵方程，存储量和计算量都远小于稠密满矩阵，因此非常适合求解三维复杂媒质的散射问题。 为了满足计算精度，数值法通常需要在一个波长范围内剖分 6~10个网格，受限于计算机的存储量和计算量，无法求解电大尺寸目标的电磁散射问题，仅适用于电小尺寸散射问题。
参考文献
[1] 周小侠，电大尺寸电磁结构的时域仿真实践[D]，[硕士学位论文]，成都：电子科技大学，2004年.
