[發明專利]一種多探頭準遠場電磁散射截面（RCS）外推測試系統

有效

• 申請號: 201911024436.3
• 申請日: 2019-10-25
• 公開（公告）號: CN110764068B
• 公開（公告）日: 2023-08-01
• 發明（設計）人: 周建華;李吉龍;毛小蓮
• 申請（專利權）人: 上海霍萊沃電子系統技術股份有限公司
• 主分類號: G01S7/41
• 分類號: G01S7/41
• 代理公司: 上海雙霆知識產權代理事務所(普通合伙) 31415
• 代理人: 殷曉雪

1.一種多探頭準遠場電磁散射截面(RCS)外推測試系統，該系統適用于待測目標滿足一維方向遠場條件的準遠程測試距離下的遠場RCS測量，其特征為：包括準遠場電磁散射測量系統和準遠場電磁散射數據處理系統；

所述準遠場電磁散射測量系統通過控制轉臺實現待測目標一維旋轉，配合采用專用測試雷達多探頭電路來獲取待測目標準遠場電磁散射測量所需的原始信號；

所述專用測試雷達多探頭電路具體包括：發射源、接收機、濾波組件、射頻前端組合模塊、開關矩陣、由發射雷達探頭TX和接收雷達探頭RX水平間隔排列形成的收發雷達探頭組陣列；

所述發射源產生的信號輸入到所述濾波組件進行脈沖調制產生射頻信號后、輸出到射頻前端組合模塊中的功率放大器進行功率放大后輸入到所述開關矩陣的TX輸入端，由計算機控制指令指示所述開關矩陣將所述TX輸入端連接到所述收發雷達探頭組中預設數量的收發雷達探頭組的發射雷達探頭TX，實現多路發射雷達探頭分時輸出射頻信號；

所述接收機通過所述濾波組件、所述射頻前端組合模塊中的低噪聲放大器來接收開關矩陣RX輸出端的射頻接收信號，所述射頻接收信號由所述計算機控制指令指定的所述預設數量的收發雷達探頭組中的接收雷達探頭RX來提供，所述濾波組件的脈沖調制單元根據設置的發射脈沖和接收脈沖之間的延時，采用門信號對來自射頻前端組合模塊中低噪聲放大器輸出的射頻接收信號進行濾波；

所述準遠場電磁散射測量數據處理系統對所述準遠場電磁散射測量原始信號進行處理后，根據準遠場-遠場變換外推算法計算所述待測目標的遠場水平面RCS，具體為：

根據所述準遠場電磁散射測量系統獲取的待測目標的準遠場電磁散原始信號，提取發射電磁波頻帶內不同頻率的電磁波對應的單站測量場值：以準遠場距離ρ_c為測試半徑，建立準遠場測試柱面坐標系；設在該準遠場距離下對于發射電磁波頻帶內特定頻率電磁波的待測目標的水平面單站測量場值為u(φ,k)，φ為專用雷達測試探頭在該柱面坐標系下極坐標角、k為對于特定頻率電磁波的傳播常數；

基于準遠場與遠場散射方向圖的變換關系，利用所獲取發射電磁波頻帶內不同頻率的電磁波對應的單站測量場值計算出單站遠場散射方向圖S_Far(φ_Far,k)：

其中、U(φ,k)與u(φ,k)的關系為：

式中為漢克爾函數，k為對于特定頻率的電磁波傳播常數、k'為電磁波傳播常數由電磁波頻帶中頻率的不同引起的變量，U(φ,k)為近場數據處理結果，φ_Far為遠場柱面坐標系下極坐標角，R₀為測試雷達探頭測量位置與等效散射點間的絕對距離；

根據得到單站遠場散射方向圖S_Far(φ_Far,k)，計算得到被測目標對應的遠場水平面RCS，計算公式為：σ(φ_Far,k)＝4π|S_Far(φ_far，k)|²，σ(φ_Far,k)為待測目標的在為遠場柱面坐標系下極坐標角φ_Far的遠場電磁散射截面RCS；

所述準遠場電磁散射數據處理系統還包括探頭補償模塊，用于在該準遠場距離下對雷達探頭進行補償后，獲取對于發射電磁波頻帶內特定頻率電磁波的待測目標的水平面單站測量場值為u(φ,k)：

其根據一維測試轉臺電磁散射成像原理，獲得參考校準件的對于特定頻率電磁波的二維像g_r(x,y)，進而獲得該參考校準件對于該特定頻率電磁波的反射率γ_r(ρ',φ')；其中、采用正方向金屬板作為該參考校準件，該參考校準件每個電磁散射點反射率一致，同時該金屬板能夠覆蓋待測目標的尺寸；對待測目標進行相同成像處理，獲得其對于該特定頻率電磁波的反射率γ_T(ρ',φ')；補償計算過程為：

γ(ρ',φ')＝γ_T(ρ',φ')/γ_r(ρ',φ')，其中、γ(ρ',φ')為經過探頭補償模塊補償后的實際待測目標對于該特定頻率電磁波的等效散射點反射率；

實際準遠場距離下對于發射電磁波頻帶內特定頻率電磁波的待測目標的水平面單站測量場值為u(φ,k)：

其中、F_probe(θ)為探頭方向圖，θ為測試探頭與γ(ρ',φ')等效散射點之間的夾角。