一种校准平板定标体与太赫兹光束夹角的装置和方法，校准平板定标体与太赫兹光束夹角的装置包含目标支架底座，其包含水平平移台和垂直平移台，转台设置在目标支架底座上，俯仰台设置在转台上，将平板定标体放置在校准平板定标体与太赫兹光束夹角的装置上，移动水平平移台测量平板定标体与太赫兹光束之间的方位角偏差，移动垂直平移台测量平板定标体与太赫兹光束之间的俯仰角偏差，利用转台补偿方位角偏差，利用俯仰台补偿俯仰角偏差，将平板定标体与太赫兹光束的角度校准为正交姿态。本发明专利技术通过平移台移动目标以确定参数从而校准平板定标体与太赫兹光束夹角，节省了校准时间，降低了校准成本。
【技术实现步骤摘要】
本专利技术涉及电磁散射测试
，尤其涉及一种适用于太赫兹波段单站雷达散射截面(RadarCrossSection，RCS)测量系统的基于时域光谱技术的校准平板定标体与太赫兹光束夹角的装置和方法。
技术介绍
采用电磁散射测试系统对目标进行RCS测量时，通常需要获取目标的后向单站RCS数据以用作目标散射特性评估、目标识别等。而RCS测量中的一个主要环节就是数据的定标，即在测得的功率(或电压)信号数值与RCS之间建立严格的数学关系。定标方法分为绝对标定和相对标定两种。绝对标定法常用于测量靶场，在离雷达几千米远处设立校准塔，利用校准塔接收到的雷达发射功率和雷达接收校准塔上发射的标准功率之间的替代关系来求得待测目标的RCS值。相对标定法是通过对定标体与待测目标所测得的功率(或电压)比来推算目标RCS值。在基于太赫兹时域光谱技术的RCS测量系统中，由于其采用的发射源(光电导天线或电光晶体)发射的时域宽带太赫兹脉冲信号包含丰富的频率分量，现有的矢量网络分析仪无法测量1THz以上频率的太赫兹信号振幅和相位，基于热效应的高莱盒等太赫兹功率探测器则无法分别测量各个频率的信号强度且动态范围小无法对功率较弱的太赫兹信号实现较好的测量精度。光电导太赫兹天线的发射功率与偏置电压、泵浦激光功率和天线光电阻等参数密切相关，又难以有准确的计算公式。且基于电光探测方法的太赫兹信号测量记录的是信号的相对强度而不是绝对功率数值，因此基于太赫兹时域光谱技术的RCS测量难以使用绝对定标法，而只适合采用相对定标法。在现有的太赫兹准单站RCS时域测量装置中，如丹麦技术大学的Krzysztof等人(Terahertzradarcrosssectionmeasurements，OpticsExpress，2010(18)，26399)构建了双站角为6.6°的准单站时域光谱紧缩场测量装置和天津大学的梁达川等人(缩比模型的宽频时域太赫兹雷达散射截面(RCS)研究，物理学报，2014(63)，214102)构建的双站角为9°的太赫兹时域RCS测量系统，均采用相对定标方法。两者都基于时域脉冲信号最大值的判定方法，具体做法为选择一系列不同直径远大于波长的金属球，利用球体RCS正比于直径平方的性质，以不同直径比时测得的时域脉冲信号最大值进行RCS的标定。但这种基于时域信号最大值的方法是利用了各个频率分量的总和，由于天线发射的各频率分量功率并不相同而难以作为各个频率分量的RCS相对定标使用。通常选用金属正方平板、二面角反射器和龙伯球透镜反射器等具有解析RCS值的标准体作为相对定标使用。为了获取定标体的准确测量数据以供后续RCS标定，首先要确定定标体相对照射太赫兹光束的姿态。太赫兹光束肉眼不可见，且在太赫兹波段对目标RCS起主要贡献作用的镜面反射对方位角非常敏感，则需要对定标体姿态进行精密的调整。如采用激光全站仪等大型仪器测定目标相对天线的姿态(专利技术专利：一种近场目标对称极化rcs测试方法，公开号CN102401893B)，但采用激光全站仪等大型仪器的成本较高。或采用转台旋转平板寻找最大散射方向以校准平板方位角(专利技术专利：一种基于激光测距的反射率测试自动校准方法，公开号CN103674898B)，采用往定标体器物内部注射水银以调节水平姿态(专利技术专利：一种面向极低rcs目标测量的定标装置，公开号CN105242250A)，这两种方法需要以高分辨率扫描记录不同方位角的时域信号进行穷举，需要耗费大量的测量时间。
技术实现思路
本专利技术提供一种校准平板定标体与太赫兹光束夹角的装置和方法，通过平移台移动目标以确定参数从而校准平板定标体与太赫兹光束夹角，节省了校准时间，降低了校准成本。为了达到上述目的，本专利技术提供一种校准平板定标体与太赫兹光束夹角的装置，包含：目标支架底座，其包含水平平移台和垂直平移台，水平平移台用于测量平板定标体与太赫兹光束之间的方位角偏差，垂直平移台用于测量平板定标体与太赫兹光束之间的俯仰角偏差；转台，其设置在目标支架底座上，用于补偿平板定标体与太赫兹光束之间的方位角偏差；俯仰台，其设置在目标支架底座上，平板定标体通过支架设置在俯仰台或转台上，该俯仰台用于补偿平板定标体与太赫兹光束之间的俯仰角偏差。本专利技术还提供一种利用所述的校准平板定标体与太赫兹光束夹角的装置来校准平板定标体与太赫兹光束夹角的方法，包含以下步骤：将平板定标体放置在校准平板定标体与太赫兹光束夹角的装置上；移动水平平移台测量平板定标体与太赫兹光束之间的方位角偏差，移动垂直平移台测量平板定标体与太赫兹光束之间的俯仰角偏差；利用转台补偿方位角偏差，利用俯仰台补偿俯仰角偏差，将平板定标体与太赫兹光束的角度校准为正交姿态。所述的移动水平平移台测量平板定标体与太赫兹光束之间的方位角偏差的方法包含以下步骤：按固定间距移动水平平移台并记录每一个移动距离上目标的反射太赫兹时域信号光谱；提取每一个移动距离上信号脉冲最大值所在的时域位置，对水平移动距离和脉冲最大值时域位置使用最小二乘法进行直线拟合；根据直线斜率反演拟合计算得到方位角相对于0度位置的方位角偏差其中，是拟合直线的斜率，c是以mm为单位的真空光速，以使得的量纲变为1。所述的移动水平平移台测量平板定标体与太赫兹光束之间的方位角偏差的方法中，在移动水平平移台之前，先粗调转台，使平板定标体表面在目视情形下接近与光束传播方向正交。所述的移动垂直平移台测量平板定标体与太赫兹光束之间的俯仰角偏差的方法包含以下步骤：按固定间距移动垂直平移台并记录每一个移动距离上目标的反射太赫兹时域信号光谱；提取每一个移动距离上信号脉冲最大值所在的时域位置，对垂直移动距离和脉冲最大值时域位置使用最小二乘法进行直线拟合；根据直线斜率反演拟合计算得到俯仰角相对于0度位置的俯仰角偏差θ；θ＝arctan(k′θ×c)；其中，k′θ是拟合直线的斜率，c是以mm为单位的真空光速，以使得k′θ×c的量纲变为1。所述的移动垂直平移台测量平板定标体与太赫兹光束之间的俯仰角偏差的方法中，在移动垂直平移台之前，先粗调俯仰台，使平板定标体表面在目视情形下接近与光束传播方向正交。本专利技术通过平移台移动目标以确定参数从而校准平板定标体与太赫兹光束夹角，节省了校准时间，且无需采用大型测量仪器，降低了校准成本。附图说明图1是本专利技术提供的一种校准平板定标体与太赫兹光束夹角的装置的结构示意图。图2是入射太赫兹波束与平板定标体之间的方位角示意图。图3是入射太赫兹波束与平板定标体之间的俯仰角示意图。图4是每一个移动距离上目标的反射太赫兹时域信号光谱图。图5是移动距离和脉冲最大值时域位置的拟合直线。具体实施方式以下根据图1～图5，具体说明本专利技术的较佳实施例。如图1所示，本专利技术提供一种校准平板定标体与太赫兹光束夹角的装置，包含：目标支架底座，其包含水平平移台5和垂直平移台6，水平平移台5用于测量平板定标体与太赫兹光束之间的方位角偏差，垂直平移台6用于测量平板定标体与太赫兹光束之间的俯仰角偏差；转台4，其设置在目标支架底座上，用于补偿平板定标体与太赫兹光束之间的方位角偏差；俯仰台3，其设置在目标支架底座上，平板定标体1通过支架2设置在俯仰台3或转台4上，该俯仰台3用于补偿平板定标体与太赫兹光束之间的俯仰角偏差。在本实施例中本文档来自技高网...
【技术保护点】
一种校准平板定标体与太赫兹光束夹角的装置，其特征在于，包含：目标支架底座，其包含水平平移台(5)和垂直平移台(6)，水平平移台(5)用于测量平板定标体与太赫兹光束之间的方位角偏差，垂直平移台(6)用于测量平板定标体与太赫兹光束之间的俯仰角偏差；转台(4)，其设置在目标支架底座上，用于补偿平板定标体与太赫兹光束之间的方位角偏差；俯仰台(3)，其设置在目标支架底座上，平板定标体(1)通过支架(2)设置在俯仰台(3)或转台(4)上，该俯仰台(3)用于补偿平板定标体与太赫兹光束之间的俯仰角偏差。
【技术特征摘要】
1.一种校准平板定标体与太赫兹光束夹角的装置，其特征在于，包含：目标支架底座，其包含水平平移台(5)和垂直平移台(6)，水平平移台(5)用于测量平板定标体与太赫兹光束之间的方位角偏差，垂直平移台(6)用于测量平板定标体与太赫兹光束之间的俯仰角偏差；转台(4)，其设置在目标支架底座上，用于补偿平板定标体与太赫兹光束之间的方位角偏差；俯仰台(3)，其设置在目标支架底座上，平板定标体(1)通过支架(2)设置在俯仰台(3)或转台(4)上，该俯仰台(3)用于补偿平板定标体与太赫兹光束之间的俯仰角偏差。2.一种利用如权利要求1所述的校准平板定标体与太赫兹光束夹角的装置来校准平板定标体与太赫兹光束夹角的方法，其特征在于，包含以下步骤：将平板定标体放置在校准平板定标体与太赫兹光束夹角的装置上；移动水平平移台测量平板定标体与太赫兹光束之间的方位角偏差，移动垂直平移台测量平板定标体与太赫兹光束之间的俯仰角偏差；利用转台补偿方位角偏差，利用俯仰台补偿俯仰角偏差，将平板定标体与太赫兹光束的角度校准为正交姿态。3.如权利要求2所述的校准平板定标体与太赫兹光束夹角的方法，其特征在于，所述的移动水平平移台测量平板定标体与太赫兹光束之间的方位角偏差的方法包含以下步骤：按固定间距移动水平平移台并记录每一个移动距离上目标的反射太赫兹时域信号光谱；提取每一个移动距离上信号脉冲最大值所在的时域位置，对...
【专利技术属性】
技术研发人员：王波，黄欣，武亚君，王晓冰，
申请(专利权)人：上海无线电设备研究所，
类型：发明
国别省市：上海;31
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