[發(fā)明專利]基于柱面掃描三維近場(chǎng)成像的反向散射截面測(cè)量方法

有效

• 申請(qǐng)?zhí)枺?/td>: 201410429761.9
• 申請(qǐng)日: 2014-08-28
• 公開（公告）號(hào): CN104215953B
• 公開（公告）日: 2017-02-15
• 發(fā)明（設(shè)計(jì)）人: 呂曉德;邢曙光;丁赤飚;林寬
• 申請(qǐng)（專利權(quán)）人: 中國科學(xué)院電子學(xué)研究所
• 主分類號(hào): G01S7/41
• 分類號(hào): G01S7/41;G01S13/89
• 代理公司: 中科專利商標(biāo)代理有限責(zé)任公司11021
• 代理人: 曹玲柱

技術(shù)領(lǐng)域

本發(fā)明涉及電子行業(yè)雷達(dá)技術(shù)領(lǐng)域，尤其涉及一種基于柱面掃描三維近場(chǎng)成像的反向散射截面測(cè)量方法。

背景技術(shù)

散射截面測(cè)試技術(shù)有外場(chǎng)測(cè)試、緊縮場(chǎng)測(cè)試以及近場(chǎng)測(cè)試。對(duì)于頻率較高的電大尺寸而言，所需要的外場(chǎng)測(cè)試場(chǎng)地是非常大的。此外，外場(chǎng)測(cè)試易受外界電磁干擾以及氣候環(huán)境等因素的影響。緊縮場(chǎng)的設(shè)備運(yùn)行以及維護(hù)費(fèi)用較高，誤差分析非常復(fù)雜，且難以修正，空間利用率不高。

上世紀(jì)70年代末，頻域近場(chǎng)測(cè)試技術(shù)開始由輻射問題轉(zhuǎn)向散射問題，測(cè)量原理通常都是基于平面(柱面或者球面)波譜展開的近遠(yuǎn)變換理論，測(cè)量以及數(shù)據(jù)處理過程十分復(fù)雜。近年來出現(xiàn)了一種基于近場(chǎng)成像的目標(biāo)雷達(dá)散射截面(RCS)測(cè)試新方法。該類方法先得到目標(biāo)的雷達(dá)散射圖像，雷達(dá)圖像表示目標(biāo)的等效散射中心分布，再通過這些局部等效散射中心的散射場(chǎng)疊加獲得遠(yuǎn)處散射場(chǎng)，最后根據(jù)散射截面的定義得到目標(biāo)的RCS值。

然而，目前這種測(cè)試方法都是針對(duì)單站圓跡近場(chǎng)成像的RCS測(cè)量原理進(jìn)行分析與討論。如果待測(cè)目標(biāo)的垂直尺寸，即與圓跡平面垂直方向上的尺寸，較大時(shí)，圓跡掃描是不夠的。

發(fā)明內(nèi)容

(一)要解決的技術(shù)問題

鑒于上述技術(shù)問題，本發(fā)明提供了一種基于柱面掃描三維近場(chǎng)成像的反向散射截面測(cè)量方法，以更為準(zhǔn)確的反映待測(cè)目標(biāo)散射信息。

(二)技術(shù)方案

根據(jù)本發(fā)明的一個(gè)方面，提供了一種基于柱面掃描三維近場(chǎng)成像的反向散射截面測(cè)量方法。該反向散射截面測(cè)量方法包括：步驟A：將收發(fā)天線、信號(hào)源和矢量分析儀相連接，在收發(fā)天線中，發(fā)射天線和接收天線之間采用環(huán)形器進(jìn)行信號(hào)隔離；步驟B：在所選定的頻率范圍內(nèi)，收發(fā)天線以一定的步進(jìn)頻率沿設(shè)定的圓柱表面進(jìn)行掃描測(cè)試，由矢量分析儀獲得未放置待測(cè)目標(biāo)時(shí)和放置待測(cè)目標(biāo)后的散射回波數(shù)據(jù)，其中，該圓柱表面的中心軸線穿過待測(cè)目標(biāo)的放置位置；步驟C：根據(jù)未放置待測(cè)目標(biāo)時(shí)和放置待測(cè)目標(biāo)后的散射回波數(shù)據(jù)計(jì)算背景對(duì)消后待測(cè)目標(biāo)真實(shí)的散射回波數(shù)據(jù)；步驟D：利用背景對(duì)消后待測(cè)目標(biāo)真實(shí)的散射回波數(shù)據(jù)進(jìn)行三維成像，得到目標(biāo)的三維雷達(dá)散射圖像ψ_e(x，y，z)；步驟E：將待測(cè)目標(biāo)更換為定標(biāo)體，重復(fù)步驟B、C、D，獲得定標(biāo)體的三維雷達(dá)散射圖像ψ_ecal(x，y，z)；以及步驟F：利用定標(biāo)體已知的目標(biāo)雷達(dá)散射截面RCS進(jìn)行校準(zhǔn)，根據(jù)散射截面的定義以及目標(biāo)、定標(biāo)體的雷達(dá)散射系數(shù)分布，計(jì)算出待測(cè)目標(biāo)的目標(biāo)雷達(dá)散射截面RCS值

(三)有益效果

從上述技術(shù)方案可以看出，本發(fā)明基于柱面掃描三維近場(chǎng)成像的反向散射截面測(cè)量方法能得到目標(biāo)的三維散射圖像，RCS的測(cè)量值更為準(zhǔn)確，RCS的測(cè)量范圍可擴(kuò)展到立體角域，同時(shí)，測(cè)量過程簡(jiǎn)單、易于進(jìn)行數(shù)據(jù)處理并且實(shí)用性較強(qiáng)。

附圖說明

圖1為根據(jù)本發(fā)明實(shí)施例基于柱面掃描三維近場(chǎng)成像的反向散射截面測(cè)量方法的流程圖；

圖2為本發(fā)明中基于柱面掃描三維近場(chǎng)成像的反向散射截面測(cè)量方法的布置示意圖；

圖3為本發(fā)明中三維成像坐標(biāo)系及待測(cè)目標(biāo)的位置示意圖。

【主要元件】

1、暗室；????????????????????2、泡沫支架；

3、待測(cè)目標(biāo)或者定標(biāo)體；??????4、柱面掃描軌跡；

5、環(huán)行器；??????????????????6、收發(fā)天線(接收和發(fā)射同體)；

7、信號(hào)源；??????????????????8、矢量網(wǎng)絡(luò)分析儀；

9、成像區(qū)。

具體實(shí)施方式

為使本發(fā)明的目的、技術(shù)方案和優(yōu)點(diǎn)更加清楚明白，以下結(jié)合具體實(shí)施例，并參照附圖，對(duì)本發(fā)明進(jìn)一步詳細(xì)說明。需要說明的是，在附圖或說明書描述中，相似或相同的部分都使用相同的圖號(hào)。附圖中未繪示或描述的實(shí)現(xiàn)方式，為所屬技術(shù)領(lǐng)域中普通技術(shù)人員所知的形式。另外，雖然本文可提供包含特定值的參數(shù)的示范，但應(yīng)了解，參數(shù)無需確切等于相應(yīng)的值，而是可在可接受的誤差容限或設(shè)計(jì)約束內(nèi)近似于相應(yīng)的值。實(shí)施例中提到的方向用語，例如“上”、“下”、“前”、“后”、“左”、“右”等，僅是參考附圖的方向。因此，使用的方向用語是用來說明并非用來限制本發(fā)明的保護(hù)范圍。

本發(fā)明基于柱面掃描三維近場(chǎng)成像的反向散射截面測(cè)量方法，得到被測(cè)散射體的柱面近場(chǎng)散射數(shù)據(jù)之后，用公式進(jìn)行計(jì)算得到待測(cè)目標(biāo)的目標(biāo)雷達(dá)散射截面RCS。

在本發(fā)明的一個(gè)示例性實(shí)施例中，提供了一種基于柱面掃描三維近場(chǎng)成像的反向散射截面測(cè)量方法。本實(shí)施例基于柱面掃描三維近場(chǎng)成像的反向散射截面測(cè)量方法包括：