太赫兹雷达RCS测量中的分时定标技术

太赫兹频段的目标散射特性测量技术是当前太赫兹雷达的重要研究方向,其中系统定标技术决定了雷达散射截面积(RCS)测量结果的准确性。使用基于微波倍频源的太赫兹宽带雷达目标散射特性测量系统,该系统由微波源经倍频后,中心频率达到440 GHz,带宽达25.6 GHz。利用光滑表面金属球为标准体,采用分时定标技术对太赫兹雷达系统进行定标,再对金属材质的战斗机模型和吉普车模型进行近场RCS测量实验,获得以上2种典型人造目标的近场RCS测量结果。测试结果与理论趋势符合良好,证明了太赫兹雷达系统RCS测量中分时定标技术的有效性。     

太赫兹雷达散射截面测量研究进展

太赫兹雷达散射截面(RCS)测量技术是当前太赫兹重要的应用技术之一。利用太赫兹源,不仅可以测得目标太赫兹波段的RCS,还可以通过对缩比模型的RCS测量,获得微波波段全尺寸目标的RCS值。基于RCS定义及测量的一般要求,介绍了国外太赫兹RCS测量的主要成果;重点介绍三类测量装置及测量目标;给出部分代表性的测量结果。最后分析了利用飞秒激光器抽运晶体的太赫兹时域谱系统、CO2激光抽运太赫兹激光器的逆合成孔径雷达系统和信号合成器的相干探测系统在工作频率、待测目标尺寸和小型化等方面的特点。为我国太赫兹RCS测量技术的发展提供技术借鉴。     

基于0.14 THz成像雷达的RCS测量

介绍了一种在菲涅耳区测量雷达散射截面(RCS)的方法。通过近-远场变换,利用目标的一维距离像、二维逆合成孔径雷达(ISAR)像数据估计目标RCS,避免了太赫兹(THz)频段RCS测量不容易满足远场条件的困难。采用强散射点提取技术剔除支架等背景噪声对测量结果的影响,提高了RCS估计精确度。利用该方法对0.14 THz雷达缩比测量数据进行处理,获得了典型目标在P波段的RCS估计值。     

角反射器在太赫兹波段的散射特性研究

太赫兹雷达散射特性的研究对于目标识别、跟踪以及截获有重要意义.设计了0.22 THz频率步进雷达散射截面(Radar Cross section,RCS)测量系统,提出了针对频率步进太赫兹雷达信号体制下,角反射器RCS的提取方法.采用实验与仿真相结合的方式,得到了单个角反射器和角反射器组在4°范围内的太赫兹雷达散射截面.结果表明,角反射器类目标的RCS实验测量结果与理论计算结果在误差范围内一致性较好,为进一步精确测量目标在太赫兹波段的散射特性奠定了研究基础.     

高斯光圆柱太赫兹雷达散射截面的影响

通过对缩比模型的太赫兹波段雷达散射截面(RCS)测量,可以获得微波波段全尺寸目标的RCS值,因此,RCS估算和测量是当前太赫兹重要的应用技术之一。RCS估算中,通常假定入射光为均匀平面波,但在实际测量应用中,常常采用发射类似高斯光束的太赫兹源。进行了横电波情况高斯光束入射时,无限长理想导体圆柱的太赫兹雷达散射截面估算。仿真研究了2.52 THz激光准直入射和相位变化对后向雷达散射截面的影响,给出了RCS与散射角的变化曲线;同时与均匀平面波入射结果进行了比较分析。仿真结果表明,在测量圆柱半径10 mm且入射光距圆柱轴心距离1 m处的后向RCS时,用光斑半径30 mm的高斯光束较好。     

基于时域光谱系统的太赫兹圆柱RCS 测量

雷达散射截面（RCS）测量对于太赫兹雷达系统论证设计具有重要意义。详细描述了时域光谱（TDS）系统测量RCS 的原理,以及实验方案的设计。基于TDS 系统对太赫兹频段圆柱RCS 进行了测量实验,获得光滑和粗糙圆柱在太赫兹频段下的回波,对光滑圆柱回波进行傅里叶变换得到其宽带 RCS,与理想圆柱RCS 的物理光学解进行比较,发现RCS 理论值与测量值基本一致,验证了TDS 系统可用于太赫兹频段目标RCS 的测量;同时将光滑圆柱和粗糙圆柱的RCS 测量值进行对比分析,结果表明:太赫兹频率越高,粗糙面对RCS 的影响越大,粗糙度大于八分之一波长为粗糙面的传统定义须重新考虑。     

太赫兹目标特征研究进展

伴随着太赫兹雷达技术的快速发展,有关太赫兹目标特性的研究得到国内外学者的重视,并成为近几年的一个重要研究领域.本文综述并分析了太赫兹目标特性的国内外最新研究进展,包括光滑和粗糙表面简单散射体的太赫兹特征、复杂形状目标缩比模型的太赫兹ISAR成像、缩比模型的太赫兹RCS测量的研究进展,为太赫兹雷达系统设计、目标识别以及隐...     

3.11THz标准体雷达散射截面测量

针对太赫兹近场散射特性测量特点,基于CO2激光抽运的太赫兹激光器和双层独立转动平台搭建了一套高频段太赫兹雷达散射截面（RCS）测量系统。利用不锈钢光滑金属球体作为标准定标体验证了系统的可靠性,测量结果与理论值误差小于3 dBsm,系统的信噪比优于24 dB。首次利用该系统开展了3.11 THz频点处不同材料及涂覆层圆形金属平板及不同底面直径圆锥体RCS的测量。通过比较分析发现了表面阳极氧化和喷漆处理的航空铝及P304不锈钢与纯航空铝平板的RCS区别,以及不同底面直径的圆锥体RCS差异,为太赫兹频段复杂目标体RCS的研究奠定基础。     

太赫兹目标RCS测量误差估计方法及其应用

太赫兹频段下非标准体目标的雷达散射截面积(RCS)较难通过电磁散射计算的方式得到结果,实验测量得到目标RCS成为该频段下的可行方案。然而,目前尚不具备系统性的估计指标来分析实测结果的误差特性。相比于目前较为简单的测量误差分析方式,本文提出3种太赫兹目标RCS测量误差估计指标;随后结合具有RCS解析解的目标,验证、分析所提估计指标的实用性和有效性。实测数据分析结果表明,本文提出的测量误差估计指标能够反映测量数据的误差规律与误差水平,具有实用性,有助于发现实验系统及实测数据处理中的有待优化之处。     

基于高频电磁计算数据的太赫兹雷达高分辨成像研究

为揭示太赫兹频段雷达目标散射特性,基于高频电磁计算数据研究了太赫兹雷达高分辨成像方法.考虑到传统三维雷达成像面临的大数据量问题,提出了一种成像结果类光学图像的高分辨成像方法——方位/俯仰成像方法,通过推导其点扩展函数分析了该方法在高分辨率与散射点识别方面的优势.基于电磁计算数据的仿真与分析表,高频计算方法可以快速准确计算太赫兹频段理想导体目标RCS,高分辨成像结果可以分辨目标亚波长量级的细微结构特征.因此太赫兹雷达成像技术可获取目标更加丰富和精细的信息,为目标识别带来益处.     

现代隐身技术的发展

分别从外形技术、有源隐身、天线隐身、雷达吸波材料、等离子体、RCS测量以及红外特征信号控制7个方面阐述现代隐身技术的发展。其中,外形技术是目前隐身技术中最为有效的技术途径之一;雷达吸波材料是实用且具有潜力的隐身技术之一;等离子体技术则是控制目标RCS指标的一种新兴技术,其核心关键问题是如何产生等离子体。     

基于扫频时域法测量的RCS外推技术研究

大目标的室内RCS测量不易满足远场条件,外推技术可将测试距离大幅度缩短,从而克服此缺陷。针对点频连续波方法测试RCS精度很有限,致使外推结果精度不高,本文提出基于扫频的时域法RCS外推技术。扫频测试能得到高精度的时域测试数据,通过对时域数据进行有效的变换,获取准确的频域幅相信息,从而外推出较高精度的远场RCS,实现大目标的RCS测量。通过对金属圆柱的测试,验证了该技术的优越性。     

毫米波宽带超表面MIMO天线北大核心CSCD

本文设计了一款毫米波宽带超表面MIMO天线。基于特征模分析设计了宽带超表面天线单元,从而使其组成的MIMO天线具有宽带特性。为了改善天线的隔离度,在天线单元之间引入了金属化通孔以及隔离金属条带。天线整体仅使用了一层介质基板,通过同轴探针进行馈电,结构简单且易于集成,具有低剖面的优点。仿真结果显示,在21.3～31GHz(37%)频段内,天线匹配良好,隔离度不低于20dB,并且带内最高可实现增益可达8.1dBi。     

基于小波功率谱估计的空间目标RCS特性分析

随着空间技术的研究与发展，对空间目标的监测与识别显得越来越重要。在小波变换的基础上，详细讨论了小波功率谱估计的实现方法，并利用窄带雷达测量获得的空间目标RCS数据，利用Morlet小波对几个空间目标的RCS时间序列进行功率谱分析。并把傅里叶变换同小波变换进行结合，以实现对目标RCS的信号功率谱估计。分析结果反映了目标的某些重要的散射特性。     

雷达波束宽度对低空目标RCS测量的影响

在对低空目标雷达截面积（RCS）测量过程中,雷达波束宽度的不同将导致测量结果存在较大的差别.结合实际的低空目标RCS测量,从波束调制、多路径效应等方面,分析了雷达波束宽度对目标RCS测量的影响,对于提高低空目标RCS的测量精度有着重要的指导意义.     

基于Pro／E的RCS计算

针对复杂目标外形RCS分析设计的实际需要,采用Pro／Toolkit程序开发技术,在VS2008环境下对Pro／E进行二次开发,实现了Pro／E造型软件与RCS预估分析的集成。论述了具体的开发设计方法,以物理光学法为基础,采用一种新型目标离散方法计算目标RCS。给出典型体的算例,表明算法具有较好的计算精度。该方法可以简化预估过程,实现目标外形与RCS的一体化分析,提高总体设计效率,因此具有较高的工程应用价值。     

超高速隐身目标回波精确匹配检测方法研究

随着目标运动速度的日益提高、目标散射截面积越来越小,雷达探测超高速隐身目标越来越困难,超高速目标使得目标回波与发射信号不再匹配,造成匹配增益的降低,且该类目标一般高机动飞行,也会对目标造成积累损失。文中提出了一种针对目标运动特性的精确匹配检测方法,可以在回波失配和目标机动下很好地工作,提高了对超高速隐身目标的检测概率。     

目标低频RCS的紧缩场测试研究

紧缩场低频工作时边缘绕射明显增强,且微波暗室内有限高度的吸波材料低频性能相对较差,使得紧缩场静区的低频幅相特性起伏变大,静区背景电平升高,从而导致紧缩场的目标低频雷达横截面(RCS)测试精度相对高频段会变差.此外,定标球在低频段呈现的RCS振荡幅度较大,也对测试结果带来不确定性.针对紧缩场进行目标低频RCS测试精度的实验研究,并将被测目标的RCS实验值和理论值进行对比,验证了该紧缩场的低频RCS测试性能可满足目标的低频RCS性能测试需求.     

一种外场动态全极化RCS测量标校方法

在外场条件下,获取动态目标全极化雷达截面(RCS)特性是电子对抗和目标隐身研究的需求.分析了目标RCS极化散射矩阵测量体制,研究了外场动态全极化RCS测量的标校方法,并在实际测量中对此方法进行了验证.该方法可为外场动态目标全极化RCS测量提供参考.     

一种高温雷达散射截面的测试方法研究

对常温状态的雷达散射截面(RCS)测试方法进行了分析,设计出高温RCS测试方法,以紧缩场RCS测试系统为基础进行高温RCS测试系统改造,研制了低散射高温目标体支架,选用石墨材料制作高温目标体,使用中频感应加热装置对目标体快速加热,对空心石墨体开展了降温规律试验。在高温RCS测试过程通过录制视频得出各环节的时刻,计算出目标体温度与转动角度的对应曲线。对空心石墨体10 GHz VV极化的高温RCS测试数据进行分析,在RCS≥-15 dBsm时系统的RCS均值误差≤1.0 dB,可见设计的高温RCS测试系统及测试方法具有较高的精度,本设计可为高温RCS测试研究提供参考。