[原创]对于RCS相关概念的一些通俗解释

近期看到版上有一些关于隐身技术及衡量标准的讨论，涉及到一些关于雷达射频以及RCS的疑问，在此做一些通俗的解释。不对的地方欢迎大家拍砖。

【什么是隐身】
这个问题已经有了很多讨论，这里只是从射频角度提供一个观点。
所谓的战机（或任何航空器）的隐身，就是对于某些特定的频率范围的电磁波，能够显著的降低整体或者在某一方向的反射信号的强度，从而达到降低其可探测性的一种性质。

【什么是RCS】
RCS（Radar Cross-Section）雷达散射截面，在wiki百科上的解释：http://en.wikipedia.org/wiki/RCS
物体的RCS是指能与该物体产生相等反射能量的理想反射球体所对应的截面积。

电磁波到达被探测物体表面时会发生反射。正如大家所熟知的，物体对电磁波的反射取决于很多因素，如面积、材料、形状、角度等等。
在这里需要指出的是，我们用来衡量物体反射电磁波的物理量是很多的，包括频率、相位的变化，能量的变化，矢量方向的变化等等，因此对于各种复杂的物体衡量其对电磁波的反射特性时需要有一个统一的标准模型。而对于隐身飞行器来讲，其最终目的是降低可探测性，衡量其可探测性最重要的一个指标是反射能量。在使用RCS进研究时，选用的标准模型就是一个理想的全反射的球体。
如果一个理想球体它的能量反射效果与被研究的物体一致，我们就用这个理想球体的截面积作为被研究物体的一个电磁反射指标，即RCS。

【什么是dB】
我们知道，点光源在空间中发射的电磁波是成一个球面向外发射的，因此不计空间能量损失的情况下其能量密度是随距离的立方成正比不断减弱的，也就是说，单位面积上所投射的能量会随空间的立方的比例减弱。
雷达使用一些技术使发射的电磁波尽可能聚拢在一定的区域内（雷达的指向性），聚拢的程度需要在探测灵敏度和探测范围之间做一个平衡，指向性一般用主瓣所覆盖的空间角来度量。这个很好理解，探测的面积越大，单位面积上发射出去的能量就会越小，探测灵敏度就越小；反之，探测的面积越小，灵敏度就越高，但是要覆盖全部需要探测空间所需要的扫描时间也就越长。
衡量雷达发射功率的指标主要有两个，一个是功率单位W，一个在射频领域内更经常的被提到，是dBm。dBm实际上与W是一致的。
dB本质上是一个用于表述比例的单位。在用来测量能量时，dB = 10log(Eout/Ein)，即Eout与Ein信号的比值的对数。
dBm实际上是10log(E/0.001W)即一个功率值与1毫瓦的比值的对数。

我们举一个例子：
假设一架飞机被雷达照射，投射在飞机表面的总功率是10W，反射功率是1W，那么这架飞机对该雷达波的抑制就是：
10log(1/10)=-10dB
使用dBm作为能量单位时，入射能量：
10log(10/0.001)=40dBm
反射能量：
10log(1/0.001)=30dBm
抑制：
30-40=-10dB.

【什么是dB m2】
dBm2是另外一个衡量RCS的单位:
dBm2=10log(S/1m2)
举例来说，F22的等效截面积为0.0001
10log(0.0001/1)=-40dBm2


近期看到版上有一些关于隐身技术及衡量标准的讨论，涉及到一些关于雷达射频以及RCS的疑问，在此做一些通俗的解释。不对的地方欢迎大家拍砖。

【什么是隐身】
这个问题已经有了很多讨论，这里只是从射频角度提供一个观点。
所谓的战机（或任何航空器）的隐身，就是对于某些特定的频率范围的电磁波，能够显著的降低整体或者在某一方向的反射信号的强度，从而达到降低其可探测性的一种性质。

【什么是RCS】
RCS（Radar Cross-Section）雷达散射截面，在wiki百科上的解释：http://en.wikipedia.org/wiki/RCS
物体的RCS是指能与该物体产生相等反射能量的理想反射球体所对应的截面积。

电磁波到达被探测物体表面时会发生反射。正如大家所熟知的，物体对电磁波的反射取决于很多因素，如面积、材料、形状、角度等等。
在这里需要指出的是，我们用来衡量物体反射电磁波的物理量是很多的，包括频率、相位的变化，能量的变化，矢量方向的变化等等，因此对于各种复杂的物体衡量其对电磁波的反射特性时需要有一个统一的标准模型。而对于隐身飞行器来讲，其最终目的是降低可探测性，衡量其可探测性最重要的一个指标是反射能量。在使用RCS进研究时，选用的标准模型就是一个理想的全反射的球体。
如果一个理想球体它的能量反射效果与被研究的物体一致，我们就用这个理想球体的截面积作为被研究物体的一个电磁反射指标，即RCS。

【什么是dB】
我们知道，点光源在空间中发射的电磁波是成一个球面向外发射的，因此不计空间能量损失的情况下其能量密度是随距离的立方成正比不断减弱的，也就是说，单位面积上所投射的能量会随空间的立方的比例减弱。
雷达使用一些技术使发射的电磁波尽可能聚拢在一定的区域内（雷达的指向性），聚拢的程度需要在探测灵敏度和探测范围之间做一个平衡，指向性一般用主瓣所覆盖的空间角来度量。这个很好理解，探测的面积越大，单位面积上发射出去的能量就会越小，探测灵敏度就越小；反之，探测的面积越小，灵敏度就越高，但是要覆盖全部需要探测空间所需要的扫描时间也就越长。
衡量雷达发射功率的指标主要有两个，一个是功率单位W，一个在射频领域内更经常的被提到，是dBm。dBm实际上与W是一致的。
dB本质上是一个用于表述比例的单位。在用来测量能量时，dB = 10log(Eout/Ein)，即Eout与Ein信号的比值的对数。
dBm实际上是10log(E/0.001W)即一个功率值与1毫瓦的比值的对数。

我们举一个例子：
假设一架飞机被雷达照射，投射在飞机表面的总功率是10W，反射功率是1W，那么这架飞机对该雷达波的抑制就是：
10log(1/10)=-10dB
使用dBm作为能量单位时，入射能量：
10log(10/0.001)=40dBm
反射能量：
10log(1/0.001)=30dBm
抑制：
30-40=-10dB.

【什么是dB m2】
dBm2是另外一个衡量RCS的单位:
dBm2=10log(S/1m2)
举例来说，F22的等效截面积为0.0001
10log(0.0001/1)=-40dBm2