(2) VV极化
表 2为 VV极化下 ,根据测试曲线图 4得到的单缝隙板试件电磁散射随缝隙宽度的变化规律。
表 2 单缝隙板电磁散射随缝隙宽度变化规律 ( VV极化 ) 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缝隙 -421 553 -341 243
5 mm缝隙 -411 053 -301 345
16 mm缝隙 -341 971 -181 836
将 VV极化下 ,单缝隙金属板相对同样尺寸的无缝金属平板的 RCS均值增幅与单缝隙宽度的关系绘制了曲线图 (见图 6)。
图 6 缝隙宽度对单缝隙 RCS的影响 (VV极化 ) Fig1 6 Electromagnetic scattering characteristics effected by width of single2slit (VV polarization)
分析图 6 ,VV极化下缝隙较窄时 (1 ,5 mm)其电磁散射与无缝金属平板相差很小 (<3 dBsm) ,缝隙宽度达到 1/ 2波长时 (16 mm)其散射有明显跃升 ,-90°～90°内散射均值接近 HH水平。
此外 ,将表 1和表 2中关于 1 ,5 ,16 mm缝隙电磁散射均值进行对比 ,发现 HH极化下缝隙的电磁散射一般高于 VV极化 (在缝隙宽度较窄时此效应尤其明显 )。
对比 16 mm缝隙的 HH和 VV极化散射曲线 (图 3、图 4) ,发现其电磁散射分布存在明显区别。 HH极化下 ,在 -90°～ -60°和 60°～90°范围内存在较强的表面波散射 ;而 VV极化下 ,即使在缝隙宽度较大的情况下 ,缝隙引起的表面波散射水平还是很低 ,而在 -60°～ -15°和 15°～60°范围内存在较强的缝隙自身散射 ,这构成了 VV极化下缝隙电磁散射的主体。
21 3 多缝隙电磁散射特性
图 7显示了等间距三缝隙试件 ,缝隙宽度为 1 mm ,缝隙间距分别为 20、30 ,60 mm的测试结果。表 3为多缝隙试件测试数据分析表。分析如下 :
(1) HH极化下 ,间距 20 mm时三条缝隙的总散射最弱 ,间距为 30 mm和 60 mm的情况下 3条缝隙的总散射水平基本相同。在图 7中观察 -60°～
-15°,15°～60°内散射分布可发现缝隙间距对多缝隙电磁散射的空间分布及波峰位置影响很大 ,其原因是 :在上述入射方位角域内 ,各缝隙电磁散射相对独立 ,
(各单缝隙处相位信息变化 )产生不同的叠加效果 (有增有减 )。
表 3 多缝隙电磁散射特性规律表 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三缝隙 H H -241 732 -221 146
间距 20 mm VV -411 170 -311 768
1 mm三缝隙 H H -181 874 -211 470
间距 30 mm VV -431 870 -331 216
1 mm三缝隙间距 60 mm H H VV -201 614 -371 955 -221 274 -331 087
如图 8 ,3条缝隙的散射存在一定的波程差 ,其总散射是 3条缝隙散射按相位叠加的结果。用 θ表示入射方位角 ,d表示缝隙间距 ,λ表示照射波长 ,则缝隙 A与缝隙 B间入射场波程差为 dab = d sinθ,缝隙 A与缝隙 C间入射场波程差为 dac =2 d sinθ。相应的 A,B与 A ,C间散射场波程差为 2 dab和 2 dac ,相位差依次为 :
Δ<ab = 4πdsinθ/λ,Δac = 2Δab
<<
图 8 多缝隙电磁散射耦合 Fig1 8 Multi2slits’electromagnetic scattering cou2 pling effect
缝隙 A的散射场可以用复数形式表示为
Es ,a =Es,aej<a=Es (cos <a +j sin <a )(1)
在入射方位角角不太大的情况下 , 3条缝隙可视为独立散射 (散射场的形成中互不影响 ),且 3条缝隙尺寸一致 ,因此 3条缝隙在任意相同方向上的散射场大小相同 ,相位各异。 3条缝隙的总散射场可表示为
Es ,total =Es ,a Es ,b Es ,c =
+ .+ .
..))
j<aj ( <a +Δ<abj ( <a +Δ<ac
Es ,a [e+ e+ e](2)
经简单公式推导可得
(+Δ)
Es ,total =Es,aej<a <ab[1 + 2co s (Δab )] (3)
从式 (3)中可见 ,[ 1 + 2cos (Δ<ab )]项对 3条缝隙散射的叠加效果起到决定作用 ,其最大值为 3 ,此时必须有
cos (Δab )= 1 (4)
<
简单推导得到此时入射方位角 θ需满足 sinθ = (Nλ)/ (2 d) (5)式中 :N为整数。在测试中取照射频率 10 GHz ,即照射波长 λ为 30 mm ,对于缝隙间距 d = 30 mm的试件 ,由式
(5),在 sinθ取值为 0 , ±1/ 2 , ±1时 , 3条缝隙散射叠加最强 ,即入射方位角 θ为 0°, ±30°, ±90°。观察图 7 ,在θ= ±30°时确实出现明显的耦合波峰 ,证明上述分析是合理的。值得注意的是 θ=0°时平板镜面反射波峰太强以致淹没了缝隙散射效应 ;此外 ,θ= ±90°时多缝隙引起的表面波散射存在严重的互相干扰 ,导致上述分析的假设前提 ( 3条缝隙独立散射 )不成立。
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