关键词：直升机，雷达特性，目标特性
1.引言
直升机作为二十世纪航空行业最具有特色的产品之一，极大的增加了飞行器的应用范围，广泛应用于军事与民间，在军事领域，直升机的作用至关重要，以至于其成为了防空武器打击的主要对象之一，而直升机的雷达的目标特性对防空武器的跟踪制导性能有很大影响，对其 战争空域和杀伤概率起着至关重要的作用。直升机的制造厂与使用者要尽量提高它的安全能力与竞争力；而防空武器的制造者需要对直升机的雷达等进行深入研究以提高武器的精准度与杀伤能力。防空武器试验 检查员，为了全面测试武器的性能，就要使用更为真实的直升机靶。该靶是为试验防空武器的性能而研究制作出的直升机目标特性的模型，直升机制作所使用的材料、设计结构与驱动方式等是影响其雷达特性的决定性因素。该目标与其他的目标有许多相似之处，但它的旋翼等结构的微动特性十分明显，这就是其特殊之处，并且对于直升机目标的雷达特性研究分析就要主要研究其特殊之处，本文通过三种分析方法对直升机的雷达进行深入分析，得到的一部分研究成果，为研究人员进行该项研究时提供借鉴。
2.统计分析
2.1统计分析的方法
我们将雷达比作许多个单独的散射子所组成的以个结构，在雷达工作的时候，随着检测内容的改变，这些散射子自身辐射的强度会发生不停的变化，同时会导RCS的变化，并且SRC的变化是没有规律可循的，在解释这种变化的时候,我们通常会使用一种模型，这种模型被称为SRC的起伏模型，该模型能够通过时间谱与概率密度函数函数表达直升机在一定运动时的角度范围与运动轨迹。
主要通过对目标的姿态角度的变化数据进行测量，同时运用函数的到测量结果，虽然得到的是数据，但实际上是所测量目标的运动特点，设定一个函数的分布，运用公式便能得到该函数的结果数据，即目标的运动特点，例如，设定函数为x2分布，数据变量为б ，则能得到函数的概率密度函数，
P( σ) = k ( k － 1) ! σ－ kσσ( － ) k －1 exp － kσσ ( － )
函数公式中式中: б———ＲCS 幅值; σ－———б 的均值; k——— 双自 由度数。
当独立散射子的特征被定下之后，k可以变换成很多不定的值。该函数体现了目标的雷达特点最主要的是在工程计算中能有一种依据的模型，更加便于计算。对于另外的分布，如赖斯分布，对数正态分布等等，虽然可以更准确地反映目标的雷达特征，但是在工程计算的时候数据很难进行处理，通常简化为χ2分布来进行计算。
目标在运动时 的时间谱函数的获得方式是目标在 雷达的检测下的运动会时间变化变化函数通过傅里叶变换之后所获得的。建立 统计模型是对目标雷达特性进行分析的关键步骤，从而得到目标 ＲCS 分布特性。
2.2直升机目标的RCS的特性分析
直升机的目标的RCS特性主要有以下三个方面的特征：
(1)直升机目标的雷达特性服从4个自由度χ2分布 ，这是根据工程经验和实际计算所得到的简化的一般结论:对于特定的直升机目标，可以基于实际测量 数据，根据χ2 分布拟合更精确的自由度，建立更精确的统计模型应用于目标特性分析和雷达的设计之中。
(2)直升机的该特性是模型中的特殊特性，是因为它的分布规律与其他的特性的分布不同，它体现的是目标一个整体的特性，并且它并不能完全表达旋翼的目标特征，也比固定翼飞行的目标分析的误差要高很多。
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(3)该模型所获得的数据是有一定误差的，在进行计算时要根据实际情况将直升机的目标分成多个等效的点以获得更加准确统计值，为直升机目标的模拟测量提供了标准与理论的借鉴。
3.理论分析
对雷达的特性进行理论分析通常要建立对目标的点此散射模型，对直升机目标特性分析时也是如此，通过计算得到RCS的分布，然后对两种特性进行比较分析。
3.1不同机翼的飞机目标特性的对比分析
飞机的机身是影响RCS的决定因素，但是机身对于雷达散射的影响不大，影响雷达散射的主要原因是机翼，比如直升机的尾翼、旋翼等等，虽然机翼自身对于RCS的影响并不大，但机翼在运动时能与飞机自身的固定振动形式产生一种微动效应，其中主旋翼运动的影响最大，是产生微动效应的主要原因。
（1）将某种直升机与F-35战机进行比较，对两种飞机的RCS进行理论计算，计算结果显示，两种飞机的RCS的变化并不是十分明显，雷达都能够进行探测与跟踪，变化在飞机的头部与尾部比较小，在飞机的侧面比较大，但是F-35的机翼是固定的并且采用了隐身科技，而直升机并没有应用隐身技术，所以直升机的RCS的变化比F-35的更大。
（2）当两种飞机都运动的时候，对于两种飞机的追踪与探测得结果基本相同，担当直升机在空中停滞的时候，机身处于静止状态，此时对于直升机的追踪制导只能通过其旋翼发出回波进行。
（3）通过对两种飞机的RCS得计算结果进行分析后发现，直升机具有明显的特征， 不仅和固定机翼的飞机具有相似的机身RCS分布，还附加了旋翼的RCS波，所以雷达检测也会有所不同。
所以说，直升机的RCS特性主要是因为其制造结构与运动的方式不同造成的，而直升机因为具有旋翼而能够进入悬停状态，并成为与固定机翼的飞机最大的差异。
3.2直升机目标之间的对比分析
（1）不同类型的直升机的结构会有所不同，比如不同直升机的头部与尾部不同，其RCS的规律也是不同的，所以对于不同目标的RCS也是不同的。
（2）直升机在不同的工作状态下其RCS的规律变化是不同的。
（3）因为直升机旋翼的RCS的变化幅度不大，但是其变化频率十分高，所以在进行理论计算是难以进行，这也是模拟直升机的难点。
4.对直升机轩旋翼的特征分析
（1）旋翼在进行RCS的分析运算时出现峰值的次数越多就越容易进行追踪，并且频率高也是旋翼雷达具有特性的决定因素，高频率的雷达能更好的进行对直升机进行追踪。
（2）直升机目标的调制特性将受到其他微动效应的影响。 由于影响的变化，测量数据的某些部分会失真。 然而，旋翼是直升机目标微动特性的最重要来源。原因是计算结果能够充分反映直升机目标的调制特性 ，统计方法可用于精确处理。
（3）直升机的特性不同主要是因为在设计时设计的参数不同，但在设计时输入的参数会与实际有所不同，若实际值经常会低于输入参数，频率会变小，但是对于同一目标来说变化并不大，对雷达的探测工作产生的影响不大。但这是在直升机设计时产生的误差，对于一些差异较大的地方后期很难用其他技术来弥补，为模拟直升机的目标特性带来了一定困难。
5.结语
直升机的目标与其他飞机的目标的雷达特性既有许多想通之处，也有很多有差异的地方，研究人员需要更加深入全面的研究，以获取更高的成果。本文对直升机目标雷达特性进行了三方面的分析，希望能为其他研究人员提供一些参考。
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论文作者: 周坤 尹楚立
论文发表刊物:《科学与技术》2019年16期
论文发表时间:2020/1/15
标签：直升机论文; 目标论文; 特性论文; 飞机论文; 函数论文; 机翼论文; 模型论文; 《科学与技术》2019年16期论文;