[发明专利]一种天线雷达散射截面测量方法、装置及计算机设备

说明书

本发明公开了一种天线雷达散射截面测量方法及装置，应用于待测天线与辅助天线组成的测量系统中，该方法包括：获取在N个不同位置下测量系统测得的总群时延GD_XY、测量系统自身群时延GD₀及距离群时延GD_d；根据总群时延GD_XY、自身群时延GD₀及距离群时延GD_d生成测量曲线P_1xy；根据由待测天线与辅助天线的散射特性及距离确定的拟合参数构建拟合曲线P_2xy；根据测量曲线P_1xy和拟合曲线P_2xy构建目标函数；获取目标函数取最小值时的散射特性最优解；根据散射特性最优解计算待测天线的散射截面。

技术领域

本发明涉及无线电通信技术领域，具体涉及一种天线雷达散射截面测量方法、装置及计算机设备。

背景技术

随着信息技术的快速发展以及无线电通信系统的广泛应用，天线已经成为各种现代军事平台的重要组成部分。现代军事平台与传统军事平台相比，通过外形隐身与雷达波吸收材料的使用，已可以获得较好的雷达隐身设计。然而理论与实践研究结果表明，安装于隐身平台上的各种天线系统已成为平台整体雷达散射截面(RCS)的主要贡献者，例如，飞机前端的雷达天线在某些视角范围内其RCS可达10dBsm以上，某些平板裂缝阵列天线的RCS甚至可高达20～30dBsm。除非天线具有良好的雷达隐身设计，否则平台整体通过外形隐身和雷达波吸收材料等技术手段获得的雷达隐身性能将受到破坏。因此，如何有效地降低天线系统的雷达散射截面已成为平台整体雷达隐身设计中的一项关键内容，天线RCS缩减技术、低RCS天线设计一直是RCS领域研究的重点和热门之一，而作为对其实际隐身特性的验证，天线RCS测量是必不可少的环节，也有着大量的工程应用需求。

而利用RCS的理论定义式测量天线RCS，需要测量散射场和入射场的场强，而这两个物理量是很难准确测量的，且公式中含有极限运算，因此在实际工程应用中该方法并不实用。

利用雷达方程测量天线RCS，需要精确已知收、发天线功率、增益、方向图以及目标距离等参数，在实际测量中这些参数的测量往往误差较大，因此这种方法不适用于精度要求较高的测量，只适用于定性测量。

目前最为常用的目标RCS测量方法为比较法，利用该方法测量天线RCS一般在目标RCS测量专用场地内进行，主要分为室外测试场和室内测试场，室内测试场又分为室内远场和紧缩场。无论是室外测试场还是室内测试场，都需要高额的建造费用以及后期维护费用，而且这些费用会随着能够测量的被测物的大小、远场距离以及测量精度等指标的提高而呈几何式增长，这对于场地的建造者而言是极大的经济负担；而另一方面，对于希望利用场地测量天线RCS的客户而言，所需要的费用也是极其昂贵的，动辄几万、十几万甚至几十万。

在利用比较法测量天线RCS时，定标体的RCS计算值及回波功率测量值直接影响着天线RCS的测量结果，因此定标体是RCS测量中的关键因素。定标体要具有足够的加工精度，才能满足相应的测量需求，频率越高对于加工精度要求越高，测量成本也就越高。例如，在太赫兹频段，对于直径50mm的定标球，微米级的加工误差就会导致其RCS的显著变化。同时，还要保证定标体表面光洁、光滑，定标体经过长期使用，会造成表面氧化及磕碰，使其很难看成是理想的金属几何体，从而导致定标体实际的RCS与理论计算值存在偏差，频率越高对于标准体的表面光洁度、平整度要求越高。因此，定标体的日常保养、养护费用也间接地增加了测量成本。

发明内容

有鉴于此，本发明实施例提供了一种天线雷达散射截面测量方法、装置及计算机设备，以解决现有RCS测量方法存在的上述问题。