[科普中国]-再辐射

现代空载雷达收发共用一付天线，往往以线极化方式工作，被远距离雷达照射时就成了特殊的雷达目标。对于无源、无耗、可逆的天线系统，根据互易原理, 只当照射波的极化和激励的孔径场分布与天线的固有极化和固有孔径场分布匹配，天线输入阻抗与负载也匹配时，天线孔径捕获的照射波能量才能全部被负载吸收。否则，将有部分或全部能量被天线散射或再辐射。将此统称为天线的再辐射。

简介现代空载雷达收发共用一付天线，往往以线极化方式工作，被远距离雷达照射时就成了特殊的雷达目标。对于无源、无耗、可逆的天线系统，根据互易原理，只当照射波的极化和激励的孔径场分布与天线的固有极化和固有孔径场分布匹配，天线输人阻抗与负载也匹配时，天线孔径捕获的照射波能量才能全部被负载吸收。否则，将有部分或全部能量被天线散射或再辐射1。

天线的辐射和再辐射天线的辐射和再辐射使其呈现很大的单站或双站雷达截面(RCS)。锐定向高增益天线的结构和天线有效孔径内产生的再辐射其性质明显不同。前者，处于天线孔径之外，实施控制对雷达性能没有明显影响。而且，天线结构、雷达舱结构和支撑装置的良好设计，力求避免形成两面体、角形反射器和空腔；应用外形赋形技术以及在尖角、棱沿和共扼点乃至全部结构表面涂覆雷达吸波材料(RAM)等，使RCS大大降低。在X波段实测证明，在5%的频带内RAM使此项再辐射或RCS减小10dB左右。后者，特别是在工作频带内对其实施控制与天线的辐射特性密切相关。既要使收发性能最佳，又要抑制再辐射，增大了天线设计难度。必然要采用一些复杂技术，附加装置甚至必要的折衷。以此为代价使天线具有一定的隐身能力。

空载雷达常用的平板天线，往往用矩形波导宽面纵向并联裂缝作为辐射单元，交叉极化辐射极小。在用窄边并联裂缝为辐射单元的情况，均已采用了抑制交叉极化辐射的措施；常用的镜面天线(如抛物面)，用平衡馈源时，输人到天线的交叉极化辐射为零。如为实体金属抛物面，其曲率产生的交叉极化辐射是主要的，辐射功率一般约为总辐射功率的(2-3)%。用零去极化轴对称反射器，可使天线的交叉极化辐射近似为零;利用极化扭转技术的卡塞格伦天线滤除了反射器曲率引起的交叉极化2。

天线再辐射的抑制及RCS减缩技术空载雷达多为线极化天线。许多导线平行排列构成PSS。在天线的频带内和频带外对交叉极化有频带抑制性能。与天线的工作是相容的，对主极化波没有隐身效果。有两种应用方法：

(1)用PSS作为低RCS屏蔽罩(如球形，抛物面等)，使导线与天线辐射电场垂直。对交叉极化波等效为金属伪装罩。对主极化波呈现透明，对天线性能没有明显影响。用于直径小于(10-15)的小型空载雷达的各种天线比较适宜。使交又极化再辐射或RCS减小10dB左右。还可兼作密封罩。其实质是凭借PSS的作用和屏蔽罩的形状将交叉极化波反射后形成很宽的发散波束使RCS降低。

(2)用PSS做成抛物面反射器，令PSS的导线与天线的辐射电场平行。对主极化波等效为金属抛物面，天线正常工作。对交叉极化波呈透明，通过后被后面的吸收材料吸收。实验证明使交叉极化波产生的RCS减小(8-10)dB。其实质是使交叉极化波通过天线后被旁路和吸收。

减小照射失配产生的再辐射的技术途径(1)在平板天线时应用同相等幅激励

反射器天线使用赋形技术、高效率馈源或介质导馈源产生同相均匀的孔径场分布与垂直入射时照射波激励的孔径场分布近似匹配，减小轴向区域的再辐射。这种方法，虽说提高了天线效率，却有很高的旁瓣电平(圆孔径时约为-17.5dB)。对于AMTI和PD雷达是容许的。

(2)速变极化或极化自适应天线

适时地改变天线的极化使其与照射波极化正交，发射状态对照射雷达来说是不可见的，即具有隐身能力，一般极化隔离优于20dB。然而会产生很强的交叉极化再辐射。同时采用PSS技术才能得到抑制。因此，速度极化天线与PSS技术组合应用，同步运行，才能抑制照射失配产生的再辐射3。

本词条内容贡献者为:

于仁业 - 高级工程师 - 中航工业哈尔滨飞机工业集团有限责任公司