(2) VV極化
表 2為 VV極化下 ,根據測試曲線圖 4得到的單縫隙板試件電磁散射隨縫隙寬度的變化規律。
表 2 單縫隙板電磁散射隨縫隙寬度變化規律 ( VV極化 ) Table 2 Electromagnetic scattering characteristics effected by width of single2slit ( VV polarization)
-90°～ -60°及 60°～90°-90°～90°均值 / dBsm 均值 / dBsm
200 mm平板 -411 244 -331 538
1 mm縫隙 -421 553 -341 243
5 mm縫隙 -411 053 -301 345
16 mm縫隙 -341 971 -181 836
將 VV極化下 ,單縫隙金屬板相對同樣尺寸的無縫金屬平板的 RCS均值增幅與單縫隙寬度的關系繪制了曲線圖 (見圖 6)。
圖 6 縫隙寬度對單縫隙 RCS的影響 (VV極化 ) Fig1 6 Electromagnetic scattering characteristics effected by width of single2slit (VV polarization)
分析圖 6 ,VV極化下縫隙較窄時 (1 ,5 mm)其電磁散射與無縫金屬平板相差很小 (<3 dBsm) ,縫隙寬度達到 1/ 2波長時 (16 mm)其散射有明顯躍升 ,-90°～90°內散射均值接近 HH水平。
此外 ,將表 1和表 2中關于 1 ,5 ,16 mm縫隙電磁散射均值進行對比 ,發現 HH極化下縫隙的電磁散射一般高于 VV極化 (在縫隙寬度較窄時此效應尤其明顯 )。
對比 16 mm縫隙的 HH和 VV極化散射曲線 (圖 3、圖 4) ,發現其電磁散射分布存在明顯區別。 HH極化下 ,在 -90°～ -60°和 60°～90°范圍內存在較強的表面波散射 ;而 VV極化下 ,即使在縫隙寬度較大的情況下 ,縫隙引起的表面波散射水平還是很低 ,而在 -60°～ -15°和 15°～60°范圍內存在較強的縫隙自身散射 ,這構成了 VV極化下縫隙電磁散射的主體。
21 3 多縫隙電磁散射特性
圖 7顯示了等間距三縫隙試件 ,縫隙寬度為 1 mm ,縫隙間距分別為 20、30 ,60 mm的測試結果。表 3為多縫隙試件測試數據分析表。分析如下 :
(1) HH極化下 ,間距 20 mm時三條縫隙的總散射最弱 ,間距為 30 mm和 60 mm的情況下 3條縫隙的總散射水平基本相同。在圖 7中觀察 -60°～
-15°,15°～60°內散射分布可發現縫隙間距對多縫隙電磁散射的空間分布及波峰位置影響很大 ,其原因是 :在上述入射方位角域內 ,各縫隙電磁散射相對獨立 ,
(各單縫隙處相位信息變化 )產生不同的疊加效果 (有增有減 )。
表 3 多縫隙電磁散射特性規律表 Table 3 Electromagnetic scattering characteristics of multi2slits
60°～90°0°～90°均值 / (dBsm) 均值 / (dBsm)
400 mm平板 H H -321 818 -311 879
VV -401 835 -341 876
1 mm三縫隙 H H -241 732 -221 146
間距 20 mm VV -411 170 -311 768
1 mm三縫隙 H H -181 874 -211 470
間距 30 mm VV -431 870 -331 216
1 mm三縫隙間距 60 mm H H VV -201 614 -371 955 -221 274 -331 087
如圖 8 ,3條縫隙的散射存在一定的波程差 ,其總散射是 3條縫隙散射按相位疊加的結果。用 θ表示入射方位角 ,d表示縫隙間距 ,λ表示照射波長 ,則縫隙 A與縫隙 B間入射場波程差為 dab = d sinθ,縫隙 A與縫隙 C間入射場波程差為 dac =2 d sinθ。相應的 A,B與 A ,C間散射場波程差為 2 dab和 2 dac ,相位差依次為 :
Δ<ab = 4πdsinθ/λ,Δac = 2Δab
<<
圖 8 多縫隙電磁散射耦合 Fig1 8 Multi2slits’electromagnetic scattering cou2 pling effect
縫隙 A的散射場可以用復數形式表示為
Es ,a =Es,aej<a=Es (cos <a +j sin <a )(1)
在入射方位角角不太大的情況下 , 3條縫隙可視為獨立散射 (散射場的形成中互不影響 ),且 3條縫隙尺寸一致 ,因此 3條縫隙在任意相同方向上的散射場大小相同 ,相位各異。 3條縫隙的總散射場可表示為
Es ,total =Es ,a Es ,b Es ,c =
+ .+ .
..))
j<aj ( <a +Δ<abj ( <a +Δ<ac
Es ,a [e+ e+ e](2)
經簡單公式推導可得
(+Δ)
Es ,total =Es,aej<a <ab[1 + 2co s (Δab )] (3)
從式 (3)中可見 ,[ 1 + 2cos (Δ<ab )]項對 3條縫隙散射的疊加效果起到決定作用 ,其最大值為 3 ,此時必須有
cos (Δab )= 1 (4)
<
簡單推導得到此時入射方位角 θ需滿足 sinθ = (Nλ)/ (2 d) (5)式中 :N為整數。在測試中取照射頻率 10 GHz ,即照射波長 λ為 30 mm ,對于縫隙間距 d = 30 mm的試件 ,由式
(5),在 sinθ取值為 0 , ±1/ 2 , ±1時 , 3條縫隙散射疊加最強 ,即入射方位角 θ為 0°, ±30°, ±90°。觀察圖 7 ,在θ= ±30°時確實出現明顯的耦合波峰 ,證明上述分析是合理的。值得注意的是 θ=0°時平板鏡面反射波峰太強以致淹沒了縫隙散射效應 ;此外 ,θ= ±90°時多縫隙引起的表面波散射存在嚴重的互相干擾 ,導致上述分析的假設前提 ( 3條縫隙獨立散射 )不成立。
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