室外柱面近场扫描技术及其测量系统

简要介绍了柱面近场扫描的工作原理,说明了室外柱面近场扫描测量系统的结构及其主要技术指标,分析了测量系统的精度,讨论其应用前景。     

基于改进的图形电磁学法的近场RCS计算

对近场RCS图形电磁学计算公式进行了推导,以现有远场GRECO 法为基础,通过将Open-GL中的光源设置为位置性光源,同时对目标体进行二次光照,每次光照设置不同的衰减系数,从而得到准确的光照区域和面元与点源之间的距离。最后,以标准目标体平板、球体等模型在不同距离下的雷达散射截面的计算为例,验证了该方法的有效性和准确性。     

近场散射与远场RCS的链条关系式

与远场RCS比较,近场散射问题更复杂、更普遍,且有重要意义。近场散射与远场RCS之间的关系是近场散射研究中的前沿课题之一。本文首先引用三天线概念,其次利用天线耦合公式及电磁场的互易定理导出简洁的链条关系式。最后利用线性系统理论中的基本概念对链条关系式作物理意义的解释。链条关系式在目标特性研究、远场和近场散射测量等方面有重要意义。     

基于三次样条插值法的柱面近场测量欠采样修正算法研究

为解决暗室近场测试效率低的问题,本文针对天线近场测量中高效测量方法进行了研究,提出了一种柱面近场欠采样恢复算法。该算法利用高精度的三次样条插值(cubic spline interpolation, CSI)法对未采样的点进行恢复,可减少采样点数,提高测试速度。此外,在柱面近场欠采样恢复CSI求解过程中充分利用系数矩阵的正定、对称等优良特性,使线性方程组的计算量从O(n³)降为O(n),大大提高了CSI的计算效率。最后使用插值后的近场幅度和相位结合柱面近远场变换理论求得天线远场方向图。为验证所提出算法的有效性,试验测试了天线样机,试验结果与理论分析一致。     

基于平面波谱理论的目标散射特性近场成像方法

提出了在微波暗室内基于平面波谱展开理论重构目标散射二维图像的方法,探讨了该方法的成像原理,建立成像算法流程,最后通过了计算机数值仿真实验验证,仿真结果表明了方法的正确性和有效性.     

近场散射扫描范围及数据处理方法研究

根据双站近场散射测量的基本原理,以二维圆柱作为待测目标,对双站近场散射测量进行了计算机模拟。研究了有限扫描面与数据处理方式对双站近场散射测量结果的影响,总结了不同尺寸的目标所需的扫描面宽度,扫描面与目标的距离,可信角域及其测试精度间的关系,给出了一些有用的结果,证实了一种有效而可靠的近场数据处理方式,提出并论证了一条选择扫描面宽度的原则。     

一种近场条件下散射成像算法的研究

近场测量是散射特性测量方法中一个常用的方法。为了由散射数据得到待测目标的散射分布,提出了一种成像算法,并对一维目标进行了详细的推导。在对一维目标推导正确的基础上,对二维目标也进行了算法推导,从理论上验证了算法在二维空间的适用性。     

复杂目标的太赫兹波近场RCS快速计算

在太赫兹频段,散射目标大部分处于近场区域,远场计算方法已经不再适用,为此该文推导了近场雷达散射截面(RCS)的计算公式。针对太赫兹频段近场条件下,物理光学法(PO)由于面元数量巨大引起的遮挡判断耗时过长,以及图形电磁学(GRECO)以像素为计算单位计算误差过大的问题,该文提出一种以面元为计算单位,以像素为遮挡判断单位的复杂目标太赫兹波近场RCS的快速计算方法,该方法在保证计算精度的基础上,大大降低了遮挡判断的计算复杂度和时间。最后,以标准目标体平板、球体以及复杂目标体卫星在不同距离下的雷达散射截面的计算为例,验证了该方法的有效性和准确性。     

基于正交柱面成像相机空间后方交会的三维坐标测量方法

针对多线阵CCD相机应用于航空、航天等大型装备测量过程中普遍存在的视场遮挡问题,提出一种基于正交柱面成像的单目坐标测量方法。该方法由一个正交柱面成像相机和一个光立体靶组成,应用空间后方交会原理,无需多相机交会即可完成测量。分析了正交柱面相机的测量原理和内参校准过程,设计了光立体靶的结构参数和标定方法。重点研究了正交柱面相机与光立体靶之间的配合测量过程,并推导了坐标解算的数学模型。最后在测量场距离相机3 m的1 000 mm1 000 mm1 000 mm空间内,在水平与竖直方向的距离测量精度优于0.4 mm,深度方向的距离测量精度优于0.7 mm,三维坐标测量误差小于0.5 mm。实验验证结果表明:该方法有效,可被灵活应用,具有良好的测量精度。     

基于二维微波成像的共形天线RCS提取方法

二维微波成像技术是一种有效诊断雷达目标散射点强度和空间分布的手段。机载共形天线因与机体表面成为一体,常规测试手段难以确定其RCS贡献。基于二维微波成像技术,分离和提取出了装机状态下共形天线的反射率分布,通过二维空间像与二维空间谱之间的波谱变换获得了共形天线的二维空间谱信息,经过直角坐标域至极坐标域的插值获得了对应频率和角度的散射信息,再对定标球进行同样的处理,最终标定出共形天线的RCS贡献。实验结果表明了该技术的有效性。     

箔条云极化特性与雷达散射截面测量研究

从最一般的电磁波椭圆极化方程出发,分析了线极化波和圆极化波的构成条件、极化分解和极化的合成方式;探讨了箔条云的散射特性和极化特性;重点研究了箔条云与测试雷达之间的极化特性匹配关系对散射截面测量结果的影响．最后,指出了箔条云雷达截面测量方式对箔条工程实践的作用．     

基于FDTD方法的雷达近场成像模拟

运用二维时域有限差分法(2D-FDTD)建立点目标雷达近场成像的全电磁场模拟模型.可以任意设定收发天线(阵)以及目标的位置,对2D点目标双/多站雷达成像进行了模拟.将在合成孔径雷达(SAR)成像算法中得到广泛应用的时域相干法(TDC)、后向投影法(BP)以及地震信号处理中的相移偏移法(PSM)应用于近场成像.对这几种成像算法进行了近场成像,对成像质量及计算量进行了比较和分析.成像结果表明,BP算法和PSM算法用于近场成像时效果是不同的,文中对效果不同的原因进行了分析.     

远场RCS的精确测试方法研究

传统的微波暗室远场雷达散射截面积(RCS)测量方法是采用点频测试,对低RCS目标,测试系统中需添置对消系统,使暗室背景再下降20 dB以上,才能更准确地检测目标。该方案的缺陷是被测件正后方的暗室后墙反射产生阴影,无法进行对消,而且往往对消系统稳定性较差。文中提出的另一种方法,即RCS的扫频测试方法,通过适当的设置,可得到非常高的精度,而且测试系统简单,省去了复杂的手工暗室对消系统,信息量大。     

基于可重构频率选择表面的天线RCS减缩研究

针对天线雷达截面减缩问题,该文提出一种基于二极管控制的可重构频率选择表面结构,并将其用于天线的雷达截面减缩技术。论文将可重构技术应用于频率选择表面设计,使得频率选择表面可以在带通型以及带阻型之间进行相互切换。为了在保证天线辐射特性的前提下降低天线的雷达截面,该文考虑将可重构频率选择表面作为天线反射板用以置换一般的金属反射板。通过二极管导通/截断使得可重构频率选择表面反射板处于不同状态,以实现天线在不同工作状态下的RCS减缩控制及切换。仿真及实测结果表明,使用可重构频率选择表面反射板,天线雷达截面的最大减缩量可达20 dB以上,减缩角域可达-60+60,同时天线的辐射特性几乎未发生变化。该方法可在保证天线辐射特性的基础上极大程度降低天线的雷达截面,并能做到天线雷达截面减缩频段的可重构。     

目标二维RCS 成像仿真与实验研究*

对目标开展了二维RCS 成像仿真与实验研究,分别采用SBR 方法与解析方法计算目标的散射特性并 提取相应的二维RCS 成像信息,基于时域加窗技术对采样信号进行加权处理抑制旁瓣电平以提高成像质量,通过 Cross-Range 处理方法获取目标二维RCS 成像结果以表征目标散射的强弱分布,设计了斜置平板以及3 个小球这两 个典型案例,展开相应的二维RCS 成像仿真与实验分析研究。结果表明:二维RCS 成像仿真结果与测试结果吻合良 好,有效验证了二维RCS 成像仿真方法的有效性。     

基于微波倍频源太赫兹频段雷达散射截面测量

在220～330 GHz频段,采取自由空间场形式,采用扫频连续波信号进行目标雷达散射截面(RCS)测量。系统由矢量网络分析仪,毫米波混频器,馈源及目标支撑系统组成。多种散射测量技术将通过实验验证并应用于目标测量中。最终保证系统对–23.6 dBsm目标的测量精度达到±3 dB。      

半导体激光快速扫描雷达成像实验

研究了高帧频激光成像雷达的关键技术 :快速扫描技术和实时成像显示技术 ,建立了一个半导体激光快速成像演示系统 ,在实验室内获得了 10帧 /s,每帧 32行的轮廓像 ,成像质量较高。     

激光雷达散射截面测量误差分析

论述了激光雷达散射截面(LRCS)信息的重要性,从基本定义出发,分析LRCS表达式及其物理意义。依据辐射传输原理和光电探测原理,推导LRCS测量数学模型。依据目标与照射光斑截面大小关系,引入了目标系数δ概念。从目标系数、辐射标定标准选择、激光照射系统性能、激光探测系统性能以及大气环境参数等诸多方面,较全面地分析了测量误差来源,以及减少或修正误差的方法,并以误差树的方式直观地表示了误差来源及影响作用。从测量数据可信性、可交换性和可用性原则出发,提出了测量数据记录要求,并编制了测量数据记录表。对开展激光雷达目标散射特性研究具有重要参考价值。     

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...     

宽带扫频RCS测量在射频仿真暗室内的实现

介绍了利用矢量网络分析仪在射频仿真暗室内进行宽带扫频雷达散射截面测量的方法、步骤、应注意的问题,以及为提高测量精度采用的主要测试技术,并结合实验测试证明了该方法在射频仿真暗室中进行雷达散射截面测量的可行性。