[发明专利]低雷达散射截面金属支架及其设计方法

说明书

技术领域

本发明涉及通信技术，尤其涉及一种低雷达散射截面金属支架及其设计方法。

背景技术

目标低雷达散射截面（Radar Cross-Section，以下简称RCS）外形设计和材料隐身技术是现代隐身目标设计的两个主要关键技术。在现代隐身目标的设计、研制和试验过程中，需要对目标缩比模型以及全尺寸目标进行静态RCS或动态RCS测量，以对所设计目标的RCS进行诊断测量和评估，为改进目标的设计和隐身性能评估提供参考依据。其中，目标缩比模型和全尺寸目标的静态RCS测量是最主要的技术途径。

为了完成对隐身目标的高精度测量，RCS测试场大多采用金属支架来对目标进行支撑，且这种支架需要通过特殊的几何造型设计和加工制造，以使支架的RCS电平显著低于所测目标的RCS电平，从而达到精确测量目标RCS的目的。由于金属支架的RCS电平主要取决于金属支架前沿棱边的内劈角和倾斜角，内劈角越小或倾斜角越大，金属支架的低RCS性能越好。对于特定场合的金属支架，倾斜角是一定的，一般，需通过改变内劈角改善金属支架的低RCS性能。因此，在金属支架设计中，需在满足承重的条件下，尽可能地减小其内劈角。

现有技术中，金属支架有以下三种：其中，第一种金属支架的横截面由单曲率圆弧构成；第二种金属支架的横截面由双曲率圆弧构成；第三种为金属支架的横截面由余弦函数曲线构成。现有技术中，通过以下方法设计金属支架：根据金属支架的承载要求和支架横截面尺寸，通过调整轴比参数，使得金属支架的低RCS性能满足要求，从而使得金属支架的承载要求、支架横截面尺寸和低RCS性能三者平衡。

现有技术至少存在以下问题：前两种设计方法均难以采用简单的解析式通过计算机自动完成设计；且由于可调整的参数少，这三种方法在实际设计过程中的自由度很小，很难在支架承重、支架截面尺寸和支架的低RCS性能之间找到平衡点，设计中存在巨大困难。另外，由于目前对RCS电平的精确测量要求的提高，对金属支架的低RCS特性提出了更高的要求，这也使也得采用现有设计方法得到的金属支架不能满足隐身目标的测试要求。

发明内容

本发明提供一种用于雷达目标测试的低雷达散射截面金属支架及其设计方法，用以优化现有金属支架的结构。

本发明的第一个方面是提供一种低雷达散射截面金属支架设计方法，包括：

选定所述金属支架上待设计的数个横截面；

对各所述横截面分别采用下述步骤设计：

计算得到所述横截面的尺寸范围，其中，所述横截面的尺寸范围由横截面长轴的尺寸和短轴的尺寸确定；

采用特定公式，并对所述特定公式中的形状控制因子取一组互不相同的值，以得到所述横截面的一组轮廓线表达式，其中，所述特定公式为-L≤x≤0，其中，H为短半轴；L为长半轴；μ为横截面的形状控制因子，μ>0，x为所述横截面轮廓线的横坐标；y为所述横截面轮廓线的纵坐标；

根据低RCS预估公式，从所述横截面的一组轮廓线表达式中选择一个轮廓线表达式，以作为特定轮廓线表达式，并用于横截面的设计；

根据所述金属支架的高度和倾斜角，均匀连接各个所述横截面，以得到所述金属支架的外形。

如上所述的方法，优选的是，所述根据低RCS预估公式，所述得到所述金属支架的外形之后，还包括：

采用矩量法或高频渐进技术，以获得所述金属支架的低RCS和频率之间的对应关系。

如上所述的方法，优选的是，选定的待设计的横截面数量为两个，分别为所述金属支架的上横截面和下横截面。

本发明的另一个方面是提供一种低雷达散射截面金属支架，其中，所述金属支架的横截面轮廓线满足下述特定公式：

-L≤x≤0，其中，H为短半轴；L为长半轴；μ为横截面的形状控制因子，μ>0，x为所述横截面轮廓线的横坐标；y为所述横截面轮廓线的纵坐标。

本发明提供的低雷达散射截面金属支架及其设计方法，将金属支架横截面轮廓线函数表达式的可调参数增加到三个，并通过改变公式中形状控制因子的值，可选择满足低RCS电平的支架横截面，并对所有的横截面进行平滑过渡连接，得到满足要求的金属支架。该方法使得金属支架的设计可以在支架承重、支架截面尺寸和支架的低RCS性能之间找到平衡点，满足了现代隐身目标的测试要求。

附图说明

图1为本发明实施例一的低RCS金属支架设计方法的流程图；

图2为图1中步骤120的具体流程图；

图3为低RCS金属支架的轮廓线随形状控制因子变化的曲线图；