2.1 雷达目标RCS特性
衡量被观测目标对雷达发射的电磁波散射能力的物理量称为雷达散射截面积（Radar Cross Section，RCS），通常用σ表示。RCS是反映目标对雷达信号散射能力的度量指标，RCS的变化规律既反映了目标的整体结构特征信息，又反映了目标的运动特性。在20世纪七八十年代，研究者就意识到了RCS序列包含目标的结构特征，例如，利用RCS序列可以区分母舱和弹头；根据RCS序列，估计空间碎片的尺寸和运动状态等。
远场RCS的定义由式（2.1）给出。
其中R为雷达到目标的距离，（Ei，Hi）为目标处的入射场，（Es，Hs）为接收天线处雷达目标散射场。R→∞表明RCS是定义在远区场的物理量，即目标与雷达之间的距离要满足远场条件
，D为目标在某个方向上的最大长度，λ为电磁波的波长。由式（2.1）可知，在已知入射场的情况下，求解RCS转化为求解目标散射场的问题。
在电磁仿真软件中，远区电场Efar的定义为式（2.2）。
其中k为波矢量。
通过FEKO计算平板前向散射的RCS，求解器分别选择远场求解器Farfield和近场求解器两种。利用Farfield求解平板的前向散射时，入射波为平面波，Farfield自动只计算平板的散射场部分，忽略入射场，计算结果如图2.2所示。
图2.2 平板前向散射散射场（Farfield求解器）
为了对比Farfield求解器和Nearfield计算远区散射场的区别，利用Nearfield求解器同时计算平板前向散射场，其中散射场观察点P到平板中心的距离为1000m（注意Nearfield设置中勾选“只计算散射场”），计算结果如图2.3所示。
图2.3 平板前向散射散射场（Nearfield求解器）
从图2.2和图2.3可以看出利用Farfield和Nearfield获得的结果趋势是一致的，只是单位和量级不一样。这是因为Farfield求解器计算得到的远区散射场进行了距离归一化，即Efar=REs，这样Efar将不再是目标到雷达距离的函数，同时Efar的单位也不再是V/m而是V。在Nearfield的设置中，R=1000m，所以Efar从数值大小上来看是Es的1000倍，上述结论与图2.2和图2.3中的计算结果一致。
当Nearfield设置中不勾选“只计算散射场”选项时，求解器将会计算总场=入射场+散射场。计算结果如图2.4所示。从图2.4可以看出，Nearfield计算得到的总场是入射场和散射场的相干叠加。
图2.4 平板前向散射总场（Nearfield求解器）
为了分析平板前向散射随视线角的变化，电磁波入射方向不变，为垂直平板向下，接收方向的方位角为0°，俯仰角从135°变化到180°，步进为1°，利用Nearfield求解器得到平板的前向散射场随接收方向俯仰角的变化如图2.5所示。
图2.5 平板前向散射散射场随俯仰角变化（Nearfield求解器）
利用Nearfield求解器得到平板的前向散射总场随接收方向俯仰角的变化如图2.6所示。
图2.6 平板前向散射总场随俯仰角变化（Nearfield求解器）
在式（2.2）的定义下，远区场强成为与雷达到目标的距离无关的物理量。当电磁仿真软件中入射电磁波幅度为“1”时，利用电磁仿真的远场散射数据计算目标RCS的公式简化为式（2.3）。
从式（2.3）可以看出雷达目标的RCS是与目标到雷达的距离无关的物理量。