專利名稱：一種近場目標(biāo)對稱極化rcs測試方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明涉及目標(biāo)電磁散射特性測量技術(shù)。
背景技術(shù)：
近距離情況下，目標(biāo)雷達(dá)散射截面(RCQ可分為垂直、水平和對稱等基本極化類型，與實(shí)際喇叭天線相關(guān)的近場目標(biāo)電磁散射數(shù)據(jù)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(dá)的非均勻照射情況，其測量要求被測目標(biāo)處于理想偶極子軸向附近的非均勻照射區(qū)域，即要求目標(biāo)所在區(qū)域的照射電場在等相位面上的幅度滿足Sin θ的變化關(guān)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(diǎn)，其測量實(shí)現(xiàn)的難度較大。目前，國內(nèi)外目標(biāo)電磁散射特性的相關(guān)研究中，針對目標(biāo)垂直或水平極化RCS的研究較多，相關(guān)的測試系統(tǒng)及測試方法也較成熟，但針對近場目標(biāo)對稱極化RCS的研究較少，且均為仿真計算研究，相關(guān)測試方法未見報道。由于目標(biāo)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(biāo)將處于喇叭天線增益較小的非均勻照射區(qū)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(biāo)對稱極化RCS幅度隨測試距離的增加而減小，在IOm測試距離處，近場目標(biāo)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?，近場目標(biāo)對稱極化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(fā)明內(nèi)容
本發(fā)明所要解決的技術(shù)問題在于提供一種有效可行的近場目標(biāo)對稱極化RCS測
試方法。為實(shí)現(xiàn)以上目的，本發(fā)明采用以下技術(shù)方案—種近場目標(biāo)對稱極化RCS測試方法，其特征在于采用沿圓周軌跡N點(diǎn)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(biāo)，以減少測試背景的干擾；同時，選取等間隔的天線轉(zhuǎn)動掃描位置， 開展多次近場目標(biāo)散射特性測量，再對多次測量結(jié)果進(jìn)行標(biāo)定及相干疊加處理，實(shí)現(xiàn)近場目標(biāo)對稱極化RCS的測試。步驟一觀測天線圓周軌跡轉(zhuǎn)動掃描控制及目標(biāo)裝訂利用步進(jìn)馬達(dá)驅(qū)動觀測天線進(jìn)行離軸轉(zhuǎn)動，實(shí)現(xiàn)觀測天線的圓周軌跡轉(zhuǎn)動掃描 觀測天線與步進(jìn)馬達(dá)轉(zhuǎn)軸間以連桿固定，且觀測天線主波束指向軸與步進(jìn)馬達(dá)轉(zhuǎn)軸平行， 兩軸間距離記為P ；掃描測試過程中，計算機(jī)控制步進(jìn)馬達(dá)旋轉(zhuǎn)一周，使得觀測天線實(shí)現(xiàn)以步進(jìn)馬達(dá)轉(zhuǎn)軸為中心、P為半徑的圓周軌跡轉(zhuǎn)動掃描測量；同時，將待測目標(biāo)裝訂至目標(biāo)轉(zhuǎn)臺，且調(diào)整觀測天線轉(zhuǎn)動平臺高度及姿態(tài)，使步進(jìn)馬達(dá)轉(zhuǎn)軸水平指向目標(biāo)轉(zhuǎn)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(diǎn)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(zhuǎn)動掃描半徑P和等間隔采樣點(diǎn)數(shù)N，N^8；目標(biāo)轉(zhuǎn)臺中心與觀測天線間距離為R，待測目標(biāo)局部偏離轉(zhuǎn)臺中心的最大距離為L，則觀測天線轉(zhuǎn)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(shù)Y近似為y ^ 104N P(2)步驟三多次全方位目標(biāo)散射回波測量先設(shè)定天線步進(jìn)馬達(dá)轉(zhuǎn)動掃描的起始位置，并在后續(xù)步驟的測量中保持不變；再通過計算機(jī)控制天線步進(jìn)馬達(dá)每次轉(zhuǎn)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(tài)，并依次開展待測目標(biāo)不同方位的散射測量；對觀測天線的每次轉(zhuǎn)動進(jìn)行如下測量計算a)利用目標(biāo)轉(zhuǎn)臺將待測目標(biāo)旋轉(zhuǎn)一周，并等角度間隔采樣測量獲取目標(biāo)全方位的散射回波數(shù)據(jù)，記為Xi，i = 1，…，N;b)利用激光全站儀測定被測目標(biāo)與天線的位置，并計算兩者間觀測距離Ri ；步驟四背景抵消及幅度標(biāo)定取下被測目標(biāo)，重復(fù)步驟三的測量過程，獲取觀測天線不同轉(zhuǎn)動掃描位置時的背景測試數(shù)據(jù)λ Bi，并與目標(biāo)散射回波測試數(shù)據(jù)分別相減進(jìn)行背景抵消
權(quán)利要求
1.一種近場目標(biāo)對稱極化RCS測試方法，其特征在于采用沿圓周軌跡N點(diǎn)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(biāo)，以減少測試背景的干擾；同時，選取等間隔的天線轉(zhuǎn)動掃描位置， 開展多次近場目標(biāo)散射特性測量，再對多次測量結(jié)果進(jìn)行標(biāo)定及相干疊加處理，實(shí)現(xiàn)近場目標(biāo)對稱極化RCS的測試。
2.按照權(quán)利要求1所述的一種近場目標(biāo)對稱極化RCS測試方法，其特征在于包括以下步驟步驟一觀測天線圓周軌跡轉(zhuǎn)動掃描控制及目標(biāo)裝訂利用步進(jìn)馬達(dá)驅(qū)動觀測天線進(jìn)行離軸轉(zhuǎn)動，實(shí)現(xiàn)觀測天線的圓周軌跡轉(zhuǎn)動掃描觀測天線與步進(jìn)馬達(dá)轉(zhuǎn)軸間以連桿固定，且觀測天線主波束指向軸與步進(jìn)馬達(dá)轉(zhuǎn)軸平行，兩軸間距離記為P ；掃描測試過程中，計算機(jī)控制步進(jìn)馬達(dá)旋轉(zhuǎn)一周，使得觀測天線實(shí)現(xiàn)以步進(jìn)馬達(dá)轉(zhuǎn)軸為中心、P為半徑的圓周軌跡轉(zhuǎn)動掃描測量；同時，將待測目標(biāo)裝訂至目標(biāo)轉(zhuǎn)臺，且調(diào)整觀測天線轉(zhuǎn)動平臺高度及姿態(tài)，使步進(jìn)馬達(dá)轉(zhuǎn)軸水平指向目標(biāo)轉(zhuǎn)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(diǎn)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(zhuǎn)動掃描半徑P和等間隔采樣點(diǎn)數(shù)N，N > 8 ；目標(biāo)轉(zhuǎn)臺中心與觀測天線間距離為R， 待測目標(biāo)局部偏離轉(zhuǎn)臺中心的最大距離為L，則觀測天線轉(zhuǎn)動掃描半徑需滿足以下的近似條件P < 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(shù)Y 近似為Y ^ 104N P(2)步驟三多次全方位目標(biāo)散射回波測量先設(shè)定天線步進(jìn)馬達(dá)轉(zhuǎn)動掃描的起始位置，并在后續(xù)步驟的測量中保持不變；再通過計算機(jī)控制天線步進(jìn)馬達(dá)每次轉(zhuǎn)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(tài)，并依次開展待測目標(biāo)不同方位的散射測量；對觀測天線的每次轉(zhuǎn)動進(jìn)行如下測量計算a)利用目標(biāo)轉(zhuǎn)臺將待測目標(biāo)旋轉(zhuǎn)一周，并等角度間隔采樣測量獲取目標(biāo)全方位的散射回波數(shù)據(jù)，記為Xi, i = 1，…，N;b)利用激光全站儀測定被測目標(biāo)與天線的位置，并計算兩者間觀測距離Ri； 步驟四背景抵消及幅度標(biāo)定取下被測目標(biāo)，重復(fù)步驟三的測量過程，獲取觀測天線不同轉(zhuǎn)動掃描位置時的背景測試數(shù)據(jù)λ Bi，并與目標(biāo)散射回波測試數(shù)據(jù)分別相減進(jìn)行背景抵消 xI= λ i"ABi (3)再將定標(biāo)體置于目標(biāo)轉(zhuǎn)臺中心，重復(fù)步驟三的測量過程，獲取觀測天線不同轉(zhuǎn)動掃描位置時的定標(biāo)體散射回波λΜ，再分別對不同觀測天線位置時被測目標(biāo)的散射回波幅度進(jìn)行標(biāo)定。
全文摘要
本發(fā)明涉及目標(biāo)電磁散射特性測量技術(shù)。所要解決的技術(shù)問題在于提供一種有效可行的近場目標(biāo)對稱極化RCS測試方法。本發(fā)明通過觀測天線沿圓周軌跡轉(zhuǎn)動掃描，改變其位置及姿態(tài)，組合模擬對稱極化非均勻照射場，并依次進(jìn)行多次目標(biāo)散射測量并相干合成，實(shí)現(xiàn)了近場目標(biāo)對稱極化RCS的測量，彌補(bǔ)了近場目標(biāo)極化電磁散射數(shù)據(jù)測量不全的不足。
文檔編號G01S7/40GK102401893SQ201010278550
公開日2012年4月4日 申請日期2010年9月10日 優(yōu)先權(quán)日2010年9月10日
發(fā)明者張元 , 梁子長, 陳奇平 申請人:上海無線電設(shè)備研究所