[发明专利]一种多探头准远场电磁散射截面（RCS）外推测试系统

权利要求书

1.一种多探头准远场电磁散射截面(RCS)外推测试系统，该系统适用于待测目标满足一维方向远场条件的准远程测试距离下的远场RCS测量，其特征为：包括准远场电磁散射测量系统和准远场电磁散射数据处理系统；

所述准远场电磁散射测量系统通过控制转台实现待测目标一维旋转，配合采用专用测试雷达多探头电路来获取待测目标准远场电磁散射测量所需的原始信号；

所述专用测试雷达多探头电路具体包括：发射源、接收机、滤波组件、射频前端组合模块、开关矩阵、由发射雷达探头TX和接收雷达探头RX水平间隔排列形成的收发雷达探头组阵列；

所述发射源产生的信号输入到所述滤波组件进行脉冲调制产生射频信号后、输出到射频前端组合模块中的功率放大器进行功率放大后输入到所述开关矩阵的TX输入端，由计算机控制指令指示所述开关矩阵将所述TX输入端连接到所述收发雷达探头组中预设数量的收发雷达探头组的发射雷达探头TX，实现多路发射雷达探头分时输出射频信号；

所述接收机通过所述滤波组件、所述射频前端组合模块中的低噪声放大器来接收开关矩阵RX输出端的射频接收信号，所述射频接收信号由所述计算机控制指令指定的所述预设数量的收发雷达探头组中的接收雷达探头RX来提供，所述滤波组件的脉冲调制单元根据设置的发射脉冲和接收脉冲之间的延时，采用门信号对来自射频前端组合模块中低噪声放大器输出的射频接收信号进行滤波；

所述准远场电磁散射测量数据处理系统对所述准远场电磁散射测量原始信号进行处理后，根据准远场-远场变换外推算法计算所述待测目标的远场水平面RCS，具体为：

根据所述准远场电磁散射测量系统获取的待测目标的准远场电磁散原始信号，提取发射电磁波频带内不同频率的电磁波对应的单站测量场值：以准远场距离ρ_c为测试半径，建立准远场测试柱面坐标系；设在该准远场距离下对于发射电磁波频带内特定频率电磁波的待测目标的水平面单站测量场值为u(φ,k)，φ为专用雷达测试探头在该柱面坐标系下极坐标角、k为对于特定频率电磁波的传播常数；

基于准远场与远场散射方向图的变换关系，利用所获取发射电磁波频带内不同频率的电磁波对应的单站测量场值计算出单站远场散射方向图S_Far(φ_Far,k)：

其中、U(φ,k)与u(φ,k)的关系为：

式中为汉克尔函数，k为对于特定频率的电磁波传播常数、k'为电磁波传播常数由电磁波频带中频率的不同引起的变量，U(φ,k)为近场数据处理结果，φ_Far为远场柱面坐标系下极坐标角，R₀为测试雷达探头测量位置与等效散射点间的绝对距离；

根据得到单站远场散射方向图S_Far(φ_Far,k)，计算得到被测目标对应的远场水平面RCS，计算公式为：σ(φ_Far,k)＝4π|S_Far(φ_far，k)|²，σ(φ_Far,k)为待测目标的在为远场柱面坐标系下极坐标角φ_Far的远场电磁散射截面RCS；

所述准远场电磁散射数据处理系统还包括探头补偿模块，用于在该准远场距离下对雷达探头进行补偿后，获取对于发射电磁波频带内特定频率电磁波的待测目标的水平面单站测量场值为u(φ,k)：

其根据一维测试转台电磁散射成像原理，获得参考校准件的对于特定频率电磁波的二维像g_r(x,y)，进而获得该参考校准件对于该特定频率电磁波的反射率γ_r(ρ',φ')；其中、采用正方向金属板作为该参考校准件，该参考校准件每个电磁散射点反射率一致，同时该金属板能够覆盖待测目标的尺寸；对待测目标进行相同成像处理，获得其对于该特定频率电磁波的反射率γ_T(ρ',φ')；补偿计算过程为：

γ(ρ',φ')＝γ_T(ρ',φ')/γ_r(ρ',φ')，其中、γ(ρ',φ')为经过探头补偿模块补偿后的实际待测目标对于该特定频率电磁波的等效散射点反射率；

实际准远场距离下对于发射电磁波频带内特定频率电磁波的待测目标的水平面单站测量场值为u(φ,k)：

其中、F_probe(θ)为探头方向图，θ为测试探头与γ(ρ',φ')等效散射点之间的夹角。