2.1.1 RCS与电磁波频率、方向的依赖关系

1.RCS的频率依赖关系

由式（2.3）可知，远场RCS是与入射电磁波幅度及雷达与目标之间的距离无关的物理量，但是与雷达工作频率、极化方式和目标姿态紧密相关。

如图2.7所示，半径R=1m金属球的RCS是电磁波频率的函数。电磁波的频率从低到高变化时，根据RCS随频率的变化趋势，可以将目标的散射特性依次划分为三个区域，瑞利区、谐振区和光学区。

图2.7 金属球（半径R=1m）RCS

瑞利区：当电磁波的波长远大于目标的尺寸（λ≫R），可假定入射波沿散射体基本上没有相位变化；在每一给定时刻，散射体各部分可“看见”相同的入射场，目标RCS近似与电磁波频率的4次方成正比。

谐振区：当电磁波的波长与目标尺寸接近时（λ≈R），在谐振区内，散射体的每一部分都会影响到其他部分，散射体上每一点的场都是入射场和该物体上散射场的叠加，散射体各部分间相互影响的总效果决定了最终的电流密度分布，目标RCS随频率的变化呈现振荡趋势。

光学区：目标的尺寸远大于电磁波的波长时（R≫λ），散射变成了局部效应，以至于一个散射体可以作为若干独立散射中心的集合来处理，目标RCS区趋于一个稳定的值，近似为雷达视线方向的轮廓截面积。

2.RCS的方向依赖关系

目标RCS除了与电磁波频率相关，还与目标的姿态即电磁波在目标坐标系中的方位角紧耦合。特别是在光学区，目标RCS近似为雷达视线方向的轮廓截面积，当目标姿态相对于雷达视线发生变化时，投影的轮廓截面积必然发生变化，即RCS会剧烈变化。

从图2.8导弹模型的光学区RCS方向图可以很清楚直观地看到目标的RCS特性。当电磁波从鼻锥方向入射时，由于没有直接形成镜面、腔体、二面角等强散射结构，所以在鼻锥方向上RCS较小；当电磁波方位角为90°和270°时，电磁波垂直照射导弹模型的圆柱体，形成单曲面结构的镜面散射，所以在这两个方向上会形成RCS的主瓣；当电磁波方向为180°时，电磁波和导弹模型的底部平面垂直，会产生很强的平面镜面散射，RCS也会在该方向上具有较宽的主瓣。

图2.8 导弹模型光学区RCS方向图（单位：°）