스텔스 함정 레이다 반사면적(RCS) 물리광학(PO) 산란 & 1,000Hz 0-Alloc C# 코너 리플렉터 기만 재밍 엔진

using System;
using System.Runtime.CompilerServices;

namespace ZeliDesk.StealthShipRcs
{
    /// <summary>
    /// 적 미사일 탐색기 상대 기동 및 레이다 환경 상태 구조체
    /// </summary>
    public readonly ref struct RadarEngagementState
    {
        public double SeekerAzimuthDeg { get; }     // 시커 상대 방위각 (deg)
        public double SeekerElevationDeg { get; }   // 시커 상대 고저각 (deg)
        public double RadarFrequencyGhz { get; }    // 시커 송신 주파수 (GHz)
        public double MissileDistanceMeters { get; }// 미사일 잔여 거리 (m)
        public double DecoyDeploymentAngleDeg { get; } // 능동 디코이 투하 방위각 (deg)

        [MethodImpl(MethodImplOptions.AggressiveInlining)]
        public RadarEngagementState(double az, double el, double freq, double dist, double decoyAngle)
        {
            SeekerAzimuthDeg = az;
            SeekerElevationDeg = el;
            RadarFrequencyGhz = freq;
            MissileDistanceMeters = dist;
            DecoyDeploymentAngleDeg = decoyAngle;
        }
    }

    /// <summary>
    /// 1,000Hz 0-Alloc C# 함정 물리광학 RCS 계산 및 기만 재밍 서보 엔진
    /// </summary>
    public ref struct StealthRcsDecoyEngine
    {
        private const double SpeedOfLight = 299792458.0; // m/s
        private const double BaseHullRcsDbsm = 2.5;     // 스텔스 선체 기본 RCS (+2.5 dBsm = 1.77 m^2)
        private const double CornerReflectorArmA = 0.65; // 디코이 변 길이 0.65m

        private double _accumulatedJammingEnergyJ;

        [MethodImpl(MethodImplOptions.AggressiveInlining)]
        public StealthRcsDecoyEngine(double initialEnergy)
        {
            _accumulatedJammingEnergyJ = initialEnergy;
        }

        /// <summary>
        /// 1,000Hz 실시간 루프 (dt = 0.001s) 선체 RCS 계산 및 디코이 기만 성공률 산출
        /// </summary>
        [MethodImpl(MethodImplOptions.AggressiveInlining)]
        public void ProcessStep(
            in RadarEngagementState state,
            out double shipApparentRcsM2,
            out double decoyRcsM2,
            out double decoyToShipRatioDb,
            out bool isSeductionSuccessful)
        {
            // 1. 레이다 파장 lambda = c / f
            double wavelength = SpeedOfLight / (state.RadarFrequencyGhz * 1e9);

            // 2. 스텔스 선체 방위각별 물리광학 RCS 프로파일 (경사각 15도 적용)
            // 측면(90도) 플랫 패널 반사를 제외하고 대부분 낮은 산란
            double azRad = state.SeekerAzimuthDeg * (Math.PI / 180.0);
            double hullAspectFactor = 1.0 + 4.5 * Math.Pow(Math.Sin(azRad * 2.0), 4.0);
            shipApparentRcsM2 = Math.Pow(10.0, BaseHullRcsDbsm / 10.0) * hullAspectFactor;

            // 3. 3면체 코너 리플렉터 디코이 유효 RCS 계산
            // sigma_max = 4*pi*a^4 / (3*lambda^2)
            double a4 = Math.Pow(CornerReflectorArmA, 4.0);
            double lam2 = wavelength * wavelength;
            double maxDecoyRcs = (4.0 * Math.PI * a4) / (3.0 * lam2);

            // 시커-디코이 조준각 정합도
            double angleDiffDeg = Math.Abs(state.SeekerAzimuthDeg - state.DecoyDeploymentAngleDeg);
            double directivityPattern = Math.Max(0.01, Math.Cos(angleDiffDeg * (Math.PI / 180.0)));
            decoyRcsM2 = maxDecoyRcs * Math.Pow(directivityPattern, 3.0);

            // 4. 디코이 대 함정 신호비 (Decoy-to-Ship Ratio, J/S ratio in dB)
            decoyToShipRatioDb = 10.0 * Math.Log10(Math.Max(0.001, decoyRcsM2 / shipApparentRcsM2));

            // 5. 기만 유인 성공 판정 (J/S > 12 dB 및 미사일 거리 안전 한계 내)
            isSeductionSuccessful = (decoyToShipRatioDb >= 12.0) && (state.MissileDistanceMeters > 300.0);

            const double dt = 0.001;
            _accumulatedJammingEnergyJ += decoyRcsM2 * dt;
        }
    }
}