[发明专利]一种用于雷达散射截面RCS标定的方法和装置

说明书

本发明提供一种用于雷达散射截面RCS标定的方法和装置，其中方法包括：对卫星执行RCS测量，以形成RCS二维数据表，其中所述卫星具有不完全规则的外形，该不完全规则的外形通过将具有规则几何外形的雷达反射体载荷加装在卫星平台上而形成，以及利用雷达方程并且结合RCS的二维数据表，对RCS测量K值进行标定。利用本发明的技术方案，可为地面多频段的脉冲雷达提供天基RCS标校基准，比传统放球标校方式相比，具有显著的经济效应。

技术领域

本发明一般地涉及雷达测量技术领域。更具体地，本发明涉及雷达散射截面(“Radar Cross Section”，RCS)标定与系统误差标定技术。

背景技术

目标RCS反映了目标对雷达照射电磁波的散射能力，是目标特征的一个重要参数。目标RCS由地面反射式雷达进行测量，测量结果的精度与雷达设备的定标精度密切相关。目标RCS测量，是利用雷达方程对雷达接收机回波功率进行换算的过程，通常分为绝对标定法和相对标定法，目前普遍采用相对标定法。其基本过程是，通过对精确RCS基准目标的标定，建立起待测目标回波功率与基准目标回波功率间的关系，推算被测目标RCS。

为减少基准目标的RCS误差值，基准目标目前普遍采用具备规则几何形态的金属反射体，最典型应用的为球形，以确保目标RCS与观测姿态无关。2011年12月出版的《空军装备研究》第5卷第6期第11页至13页中，公开了目前世界上现有利用规则几何体作为RCS标校基准的方法，最为代表的为LCS系列标校卫星，卫星为一个厚约3.2mm、直径1.12m的空心铝球，无论从何种姿态角度观测，其光学反射截面恒定为πR²＝1m²。这类标校卫星的特点是，卫星没有常规意义上的卫星平台，标校体本身即是卫星，其姿态、轨道均不可控。但如若出于运行、控制的需要增加常规卫星平台，必将破坏标校体原有目标特性，传统的RCS标定方法不再适用。

发明内容

本发明主要克服标校体增加卫星平台后，提供一种利用不完全规则外形卫星开展雷达RCS标定方法。

在一个方面中，本发明提供一种用于雷达散射截面RCS标定的方法，包括：对卫星执行RCS测量，以形成RCS二维数据表，其中所述卫星具有不完全规则的外形，该不完全规则的外形通过将具有规则几何外形的雷达反射体载荷加装在卫星平台上而形成；以及利用雷达方程并且结合RCS二维数据表，对RCS测量K值进行标定。

在一个实施例中，其中根据测量信号和测量姿态对卫星执行RCS测量，所述测量信号包括至少频点和极化的组合，所述测量量姿态在所述雷达反射体载荷可提供的标校角度范围内进行抽样覆盖，姿态角度包括方位和俯仰两个维度。

在一个实施例中，其中利用下式(1)对K值进行标定：

P_s：雷达回波功率；

P_r：雷达发射功率：

R：雷达与标校体间的距离；

G：雷达天线增益；

σ：卫星整星的反射截面；

θ，φ：分别为卫星在雷达观测坐标系下的方位、俯仰角。

σ(θ，φ)值由查表获得，G、P_r为常值，P_s、R由雷达获取。

在另一个实施例中，利用下式(2)对K值求平均值：

其中i代表第i次采样，当i＞100时，取其算术平均值为最终结果。

在一个实施例中，卫星平台具有对称、规则的外形。