[發明專利]一種近場目標對稱極化RCS測試方法

有效

• 申請號: 201010278550.1
• 申請日: 2010-09-10
• 公開（公告）號: CN102401893A
• 公開（公告）日: 2012-04-04
• 發明（設計）人: 梁子長;陳奇平;張元
• 申請（專利權）人: 上海無線電設備研究所
• 主分類號: G01S7/41
• 分類號: G01S7/41;G01S7/40
• 代理公司: 上海航天局專利中心 31107
• 代理人: 張緒成

技術領域

本發明涉及目標電磁散射特性測量技術。

技術背景

近距離情況下，目標雷達散射截面(RCS)可分為垂直、水平和對稱等基本極化類型，與實際喇叭天線相關的近場目標電磁散射數據均可表示為這些基本極化RCS(含幅度和相位信息)的組合。由于對稱極化RCS主要針對近程窄波束雷達的非均勻照射情況，其測量要求被測目標處于理想偶極子軸向附近的非均勻照射區域，即要求目標所在區域的照射電場在等相位面上的幅度滿足sinθ的變化關系(其中θ為與偶極子軸向的夾角)；同時，由于對稱極化RCS值具有隨觀測距離的增加而減小的特點，其測量實現的難度較大。

目前，國內外目標電磁散射特性的相關研究中，針對目標垂直或水平極化RCS的研究較多，相關的測試系統及測試方法也較成熟，但針對近場目標對稱極化RCS的研究較少，且均為仿真計算研究，相關測試方法未見報道。

由于目標對稱極化RCS的測量需滿足對稱極化非均勻照射條件，若采用偶極子探針天線直接測量，待測目標將處于喇叭天線增益較小的非均勻照射區域，暗室等背景將被喇叭天線主波束直接照射，測試背景的干擾較大；同時，近場目標對稱極化RCS幅度隨測試距離的增加而減小，在10m測試距離處，近場目標對稱極化RCS通常比垂直或水平同極化RCS小2個量級以上，這要求探測天線具有較高的增益?？梢姡鼒瞿繕藢ΨQ極化RCS的測試須解決測試背景干擾的減少、低RCS測量能力的提高等問題，采用偶極子探針天線直接測量難以滿足要求。

發明內容

本發明所要解決的技術問題在于提供一種有效可行的近場目標對稱極化RCS測試方法。

為實現以上目的，本發明采用以下技術方案：

一種近場目標對稱極化RCS測試方法，其特征在于：采用沿圓周軌跡N點等間隔分布的觀測天線組合模擬偶極子軸向附近的對稱極化非均勻照射場，N≥8；且掃描過程中觀測天線主波束指向目標，以減少測試背景的干擾；同時，選取等間隔的天線轉動掃描位置，開展多次近場目標散射特性測量，再對多次測量結果進行標定及相干疊加處理，實現近場目標對稱極化RCS的測試。

步驟一：觀測天線圓周軌跡轉動掃描控制及目標裝訂

利用步進馬達驅動觀測天線進行離軸轉動，實現觀測天線的圓周軌跡轉動掃描：觀測天線與步進馬達轉軸間以連桿固定，且觀測天線主波束指向軸與步進馬達轉軸平行，兩軸間距離記為ρ；掃描測試過程中，計算機控制步進馬達旋轉一周，使得觀測天線實現以步進馬達轉軸為中心、ρ為半徑的圓周軌跡轉動掃描測量；

同時，將待測目標裝訂至目標轉臺，且調整觀測天線轉動平臺高度及姿態，使步進馬達轉軸水平指向目標轉臺中心；

步驟二：對稱極化非均勻照射場的模擬

采用沿圓周軌跡N點等間隔分布的觀測天線組合模擬生成對稱極化非均勻照射場，觀測天線轉動掃描半徑ρ和等間隔采樣點數N，N≥8；目標轉臺中心與觀測天線間距離為R，待測目標局部偏離轉臺中心的最大距離為L，則觀測天線轉動掃描半徑需滿足以下的近似條件：

ρ＜0.006R/L????(1)

同時，與偶極子對稱極化照射場相比，模擬對稱極化非均勻照射場的相對放大系數γ近似為

γ≈104Nρ??????(2)

步驟三：多次全方位目標散射回波測量

先設定天線步進馬達轉動掃描的起始位置，并在后續步驟的測量中保持不變；再通過計算機控制天線步進馬達每次轉動某一等間隔角度即360°/N，沿圓周軌跡改變觀測天線位置及相對姿態，并依次開展待測目標不同方位的散射測量；對觀測天線的每次轉動進行如下測量計算：

a)利用目標轉臺將待測目標旋轉一周，并等角度間隔采樣測量獲取目標全方位的散射回波數據，記為λ_i，i＝1，…，N；

b)利用激光全站儀測定被測目標與天線的位置，并計算兩者間觀測距離R_i；

步驟四：背景抵消及幅度標定

取下被測目標，重復步驟三的測量過程，獲取觀測天線不同轉動掃描位置時的背景測試數據λ_Bi，并與目標散射回波測試數據分別相減進行背景抵消：

χ_i＝λ_i-λ_Bi????(3)

再將定標體置于目標轉臺中心，重復步驟三的測量過程，獲取觀測天線不同轉動掃描位置時的定標體散射回波λ_Di，再分別對不同觀測天線位置時被測目標的散射回波幅度進行標定。