【Feko】伪装的艺术和科学，使用CAD、RCS和散射仿真来评估雷达叶簇穿透力

尽管听起来非常不可思议，但世界上最先进的雷达系统仍然会被一堆树叶和树枝所阻挡。自然障碍物，特别是树木覆盖，给先进的商业和国防测绘和探测系统的设计者带来了复杂的挑战。

荷马·辛普森正在展示一种“高科技”的伪装技术

雷达散射截面（RCS）是衡量一个物体被雷达探测的程度。一个物体的电磁特征越大，就越容易被探测到。

雷达系统的设计者可以使用像 Altair Feko™ 这样的仿真技术来评估物体的可探测性，包括其散射性能，即测量物体暴露在雷达信号下时电磁能量是如何散射的。

合成孔径雷达（SAR）系统使用电磁波传输来照亮物体，并通过处理反射或回波成像。合成孔径雷达发射器通常安装在移动的机载或卫星平台上，以便在远距离操作并收集地形数据。

从多个通道或扫描中收集的测量数据被表现为表面地形图，以帮助探测和区分关键景观特征，如断层线、水体、森林和植被、冰川等。

一些技术性很强的任务包括分辨地图地形中的树叶、识别森林类型、辨别树木高度，以及探测异常情况或隐藏在树叶下的物体——被称为叶簇穿透 （FOPEN）问题。

由于超高频（UHF）和甚高频（VHF）频段中低频的相关波长明显大于树叶和树枝，它们的电磁传输可以很容易地穿透，使它们成为叶簇穿透的理想选择。

然而，当考虑到 K 波段（18-27 GHz范围）和 Ka 波段（27-40 GHz范围）的更高频率，其波长在毫米量级，也就是大多数树叶的物理尺寸，这些较小的波长会导致电磁波与树叶的相互作用更大，从而增加散射和衰减效应并降低测绘性能。

由于人们对使用更高的 Ku 波段频率（12-18 GHz）进行叶簇穿透的兴趣越来越大，越来越需要量化树叶与 Ku 波段频率的相互作用，从而加强对商业和军事领域应用的技术支持。

总体而言，由于解决这些 RCS 模拟需要大量的模型细节和大量的计算资源，这一重要领域在今天的建模领域基本上还没有完美的解决方案。

Altair Feko 中的小杨树模型

桑迪亚国家实验室、美国能源部、国家核安全局和 Altair 进行了一项联合研究，探索Ku波段传输的叶簇穿透问题。这项研究提出了一个叶簇穿透建模方法，引入了一系列新的创新和贡献，解决了 Ku 波段电磁波通过适度树叶传输的现象。

高度详细的计算机辅助设计（CAD）树木模型是为杨树和松树创建的，由于其详细程度，这些模型需要使用 Altair 的网格工具进行几何编辑。这些树被导入到 Altair Feko 中，在那里对 L 波段和 Ku 波段的叶簇穿透电磁行为进行计算。

分析用的模型需要利用到 Feko 和 HyperMesh 及其导入和导出通用文件格式的能力。这一阶段大部分的准备工作是在 HyperMesh 中进行的，清理几何形状后，可以获得一个合理大小并且高质量的网格模型。

柞树枝叶模型细节