표적과 RCS

2장의 레이다 방정식에서 표적은 숫자 하나 σ로 들어갔다. 그 숫자는 무엇을 뜻하고, 모양과 크기와 파장에 따라 어떻게 달라지며, 표적이 조금만 돌아도 왜 크게 요동하는가?

RCS는 무엇인가

표적이 에코를 얼마나 돌려주는지를 어떻게 숫자 하나로 적는가? 표적에 전력 밀도 $S_i$가 닿고, 레이다는 거리 $r$에서 산란된 전력 밀도 $S_s$를 잰다. 받은 전력을 사방으로 고르게 내보내는 가상의 물체를 생각하면, 면적 $\sigma$로 받은 $S_i\sigma$가 $4\pi r^2$에 퍼져 $S_s=S_i\sigma/(4\pi r^2)$가 된다. 실제 표적이 같은 $S_s$를 준다면 그 $\sigma$가 레이다 단면적(radar cross section, RCS)이다.

$r\to\infty$는 표적에서 충분히 멀어 산란파가 $1/r^2$로만 줄어드는 곳에서 잰다는 뜻이다. 그곳에서는 $S_s$가 $1/r^2$로 줄고 $4\pi r^2$가 그만큼 커져, $\sigma$는 거리와 상관없는 표적의 성질이 된다. 단위는 m²이고, 1 m²를 기준으로 한 dB 값인 dBsm으로 자주 적는다.

2장의 보행자(σ = −6.5 dBsm)에 50 m 레이다가 만든 전력 밀도 S_i = 8.00 µW/m²가 닿는다. 레이다와 표적의 거리는 그림에서 100 m가 왼쪽 끝에 오도록 줄였다.

RCS는 표적의 실제 면적이 아니다. 모양, 재질, 전파가 들어오는 방향, 편파, 그리고 파장에 따라 달라진다.