近場(chǎng)RCS檢測技術(shù)在隱身材料測試中的應用

雷達隱身技術(shù)是增強突擊能力或保護自身的重要手段，它能有效減少雷達發(fā)現目標的距離。雷達散射截面(RCS)越小，隱身能力就越強，因此研究隱身技術(shù)的主要目標就是以各種方法縮減RCS?，F實(shí)中的雷達目標往往結構復雜，對其進(jìn)行電磁散射理論計算的難度非常大。為了避免這種復雜的電磁仿真計算，采用測試來(lái)直觀(guān)地獲得其電磁散射特性數據。因此，RCS測試對于研究隱身裝備的雷達散射特性以及隱身技術(shù)的發(fā)展具有非常重要的意義。

RCS測試系統分類(lèi)

隱身裝備已逐步成為大國重器，并將持續發(fā)揮重要影響，隱身技術(shù)也已成為隱身裝備設計的關(guān)鍵技術(shù)。隱身裝備的雷達散射截面積(RCS)測量是設計、制造、維護隱身飛機的必要手段。RCS測試系統主要有遠場(chǎng)RCS測試、室內緊縮場(chǎng)RCS測試以及近場(chǎng)RCS測試三類(lèi)。

遠場(chǎng)RCS測試

室內緊縮場(chǎng)RCS測試

近場(chǎng)RCS測試

遠場(chǎng)和室內緊縮場(chǎng)均需要巨大的經(jīng)費投入和很高的技術(shù)條件，建設所需場(chǎng)地大，不具備部署的機動(dòng)性，無(wú)法對現役的隱身裝備開(kāi)展現場(chǎng)RCS診斷。相比而言，近場(chǎng)測試效率高、成本低，因此該技術(shù)近年來(lái)成為電磁測量領(lǐng)域關(guān)心的熱點(diǎn)問(wèn)題，多國都在研制適用于隱身裝備現場(chǎng)測量診斷的近場(chǎng)RCS測試系統。

解決方案

系統外形結構圖

針對隱身裝備的現場(chǎng)RCS診斷和測試需求，成都玖錦科技有限公司依托其矢量網(wǎng)絡(luò )分析儀研制技術(shù)，研制生產(chǎn)出以微波成像儀表為核心的高度集成化近場(chǎng)RCS測試系統。該系統集成了成像儀表、測量天線(xiàn)、便攜式掃描平臺、測試附件以及測試應用軟件；

成像儀表：能夠進(jìn)行RCS測試數據采集，具備脈沖信號產(chǎn)生和脈沖信號測量功能，具備幅度、相位測量能力。能夠滿(mǎn)足系統對頻率范圍、靈敏度以及動(dòng)態(tài)范圍的要求；

便攜式掃描平臺：可全向移動(dòng)，具備控制測量天線(xiàn)水平、垂直、俯仰運動(dòng)；

測量天線(xiàn)：包括收發(fā)天線(xiàn)，具備極化切換功能，實(shí)現發(fā)射信號和目標回波信號的接收；

測試附件：包括定標體、泡沫支柱等測試附件；

測試應用軟件：內置定制開(kāi)發(fā)的業(yè)務(wù)流程和成像處理算法。

工作原理

利用合成孔徑雷達（SAR）成像原理，采用反投影（BP）成像算法實(shí)現目標二維成像測量，通過(guò)微波成像儀表產(chǎn)生頻率步進(jìn)信號形成高帶寬的測量信號，實(shí)現距離維上的高分辨能力；通過(guò)便攜式掃描平臺控制天線(xiàn)在直線(xiàn)導軌上移動(dòng)形成合成孔徑實(shí)現方位維上的高分辨能力。同時(shí)結合門(mén)控技術(shù)實(shí)現過(guò)濾非目標干擾回波，提高系統靈敏度和測量精度。

功能特點(diǎn)

●   配備便攜式掃描平臺，具備良好機動(dòng)性，適合狹小空間內開(kāi)展測試；

●   采用門(mén)控技術(shù)實(shí)現極低的可測RCS量級，滿(mǎn)足高性能隱身裝備的性能診斷和維護測試需求；

●   系統收置快捷，可隨被測裝備一同運輸部署；

●   定制開(kāi)發(fā)應用軟件，實(shí)現快速開(kāi)展測試和性能比對診斷；

●   產(chǎn)品滿(mǎn)足高海拔、極寒、酷熱、鹽濕的使用環(huán)境要求。

核心硬件

本系統所用微波成像儀表基于公司成熟的矢量網(wǎng)絡(luò )分析儀技術(shù)研制開(kāi)發(fā)，并有針對性地對測量速度、動(dòng)態(tài)范圍等進(jìn)行優(yōu)化設計，是理想的RCS測試設備，具備以下特點(diǎn)：

? 頻率范圍覆蓋10MHz~50GHz；

? 跡線(xiàn)噪聲不足0.001dB，測量精度高，保證極高的測量重復性；

? 采用基波混頻技術(shù)，有效抑制雜散，擴展動(dòng)態(tài)范圍（達130dB），滿(mǎn)足大動(dòng)態(tài)范圍和高靈敏度的測試需求；

? 具備脈沖調制、時(shí)域選通以及低噪聲接收機能力。

關(guān)鍵技術(shù)

◆軟件門(mén)控

為了去除目標信號之外的無(wú)用回波影響，采用軟件時(shí)域門(mén)的方法對目標時(shí)域響應進(jìn)行選取。首先采集待測目標的頻域RCS數據，依據頻域時(shí)域變換方法將頻域RCS數據轉換為時(shí)域RCS數據，將漢寧窗函數、海明窗函數或者凱塞窗函數等時(shí)域門(mén)函數施加在時(shí)域RCS數據上得到時(shí)域選通數據。再依據時(shí)域頻域變換方法將時(shí)域數據再次轉換為頻域數據。

◆  硬件門(mén)控

通過(guò)微波成像儀表的窄脈沖的產(chǎn)生和脈沖測量功能，實(shí)現只接收特定距離目標回波信號的能力，提高回波信號信噪比，實(shí)現更低的可測RCS量級。

來(lái)源：成都玖錦，高速射頻百花潭