[发明专利]基于链条关系式的近场后向RCS测量系统及方法

权利要求书

1.一种基于链条关系式的近场后向RCS测量方法，其特征在于：在50～200m的近距离内采用线源照射尺寸20m左右的目标，进行近场的复数散射系数F_N的测量，然后直接根据链条关系式计算目标的远场RCS；远场散射系数F₀(θ,φ)与近场散射系数F_N(θ,φ)的关系为：

式中(θ,φ)分别为被测目标的俯仰角和方位角；

在近场RCS测量系统中，雷达处于O’点位置，固定不动，被测目标围绕转台旋转中心O进行俯仰角θ和方位角φ转动，直角坐标系为x,y,z的原点为O，y坐标与地面垂直，x坐标与地面平行，并与直线OO’正交；

Eⁱ(x,y)为按照几何光学计算的x,y平面上的电场分布，2DFFT为二维傅里叶变换，2DIFFT为二维逆傅里叶变换，这些变换实现空域(x,y)和角域(θ,φ)之间的变换。

2.根据权利要求1所述的一种基于链条关系式的近场后向RCS测量方法，其特征在于：远场散射系数F₀(θ,φ)与目标的远场雷达散射截面σ(θ,φ)的关系为：

σ(θ,φ)＝20log|F₀(θ,φ)|

式中(θ,φ)分别为被测目标的俯仰角和方位角。

3.根据权利要求1所述的一种基于链条关系式的近场后向RCS测量方法，其特征在于：采用线源照射目标，线源是产生柱面波的一种发射源，与球面波不同，它在高度方向的射线为平行射线，满足远场条件，在水平方向产生发散的射线，因此RCS测量必须的近场远场变换(简称为NFFFT)只需要在水平方向即方位角φ方向进行，或者说近远场变换一半采用物理方法即抛物柱面方法，一半采用数学方法链条关系式完成；

在这种情况下，进行NFFFT的链条关系式简化为：

式中F₀(φ)为远场散射系数，F_N(φ)为近场散射系数，Eⁱ(x)为按照几何光学计算的x坐标方向的电场分布，φ被测目标的方位角，FFT为傅立叶变换，IFFT为逆傅立叶变换；

显然，上式的近远场变换从二维变换简化为一维变换；

在柱面场照射下，平面xy上的电场分布只是坐标x的函数，与坐标y无关，该场分布为：

式中S(x)为线源O’点到x点的距离，d(x)＝S(x)-R，R为雷达到目标的距离。

4.根据权利要求1所述的一种基于链条关系式的近场后向RCS测量方法，其特征在于：采用单柱面紧缩场产生等效的线源，单柱面紧缩场由抛物柱面和馈源组成，它在近距离内将馈源生产的球面波变换为柱面波，经抛物柱面作用，点源产生的球面波在高度方向变换为与xz平面平行的射线，经抛物柱面水平截线的反射作用，在水平方向产生发散的射线，并在“镜像点”形成线源。

5.一种基于链条关系式的近场后向RCS测量系统，其特征在于：该系统由目标与环境、微波振幅和相位测量系统以及信号处理系统三个部分组成，其中，目标放置在“锥形”的微波暗室中，通过支架支撑以及由转台来实现水平面上的旋转，发射天线发射球面波，经过抛物柱面反射为柱面波并照射目标；接收天线接收目标的散射电磁波，下变频至中频进行幅相测量；幅相信息通过匹配滤波器滤波后，传给信号处理系统进行信号处理，通过NFFFT变换，得到目标的RCS信息。