一种大俯仰角度雷达散射截面数据测量系统及其测量方法技术方案

本发明专利技术公开了一种大俯仰角度雷达散射截面数据测量系统及其测量方法，该测量系统包括：机载测试机构，在不同俯仰角度下，对待测目标测试，并获得待测目标的测试数据；地面控制机构，对待测目标进行支撑和旋转；上位机，分别与机载测试机构、及地面控制机构通信连接，用于对机载测试机构发送测试指令，对地面控制机构进行旋转控制，并接收和处理机载测试机构回传的测试数据，获得待测目标的RCS数据。此发明专利技术降低了现有大俯仰角度RCS数据测量的复杂性，实现了0

【技术实现步骤摘要】
一种大俯仰角度雷达散射截面数据测量系统及其测量方法


[0001]本专利技术涉及雷达电磁散射特性测量
，具体涉及一种大俯仰角度雷达散射截面数据测量系统及其测量方法。

技术介绍

[0002]雷达探测已经成为现代社会不可缺少的探测手段，在军事、航海、气象、搜救等诸多领域有着广阔的应用。表征目标在雷达照射下回波强度的物理量为雷达散射截面（radar cross section，RCS）。针对RCS的测量一直以来都是目标电磁散射特性领域学者们研究的热点，如何有效评估目标雷达散射截面是近些年来重要的研究方向，尤其是在隐身设计与反隐身领域。
[0003]同时，以获取雷达散射截面（RCS）为主的雷达电磁散射特性测量技术对隐身技术发展具有重要的参考价值。近几年来，为了大面积观测地面目标，不管是军用方面还是民用方面都加大了对俯仰角度测量的需求。对于俯仰角度测量，尤其是大俯仰角度测量的需求越来越大。
[0004]目前，国内大俯仰角度RCS测量的场地和设施非常少，常用的大俯仰角度RCS测量一般有三种方式：高塔测量、塔吊测量和专用弧形导轨测量。
[0005]高塔测量是专门为特定测试场景布置，人为在测量目标周围建立高塔建筑，高塔的位置和高度都需要根据测量指标和测量目的来确定，通过改变测试雷达的放置高度来改变测量俯仰角度的大小，高塔测量角度一般不超过90
°
。
[0006]塔吊测量顾名思义就是利用塔吊进行测量，塔吊由底座、塔身和起重臂组成，将测量雷达置于起重臂上，通过升降、前伸起重臂来改变测量俯仰角度的大小。
[0007]专用弧形导轨测量是将测试雷达置于弧形导轨架上，通过伺服系统控制测试雷达在弧形导轨上移动来改变俯仰角度进行测量，典型应用是南口隐身测试场的多俯仰角度专用支架。
[0008]其中，高塔测量和弧形导轨测量分别需要建设测量所需的高塔和弧形导轨设施，会占用大量的时间成本、经济成本和人力成本。而塔吊测量属于高空作业，测量过程伴随有极大的安全隐患，并且需要专业的塔吊操作人员，费时费力。因此，探索一种简单方便、成本更低，并且满足测量精度的大俯仰角度RCS测量方法则显得尤为迫切。

技术实现思路

[0009]本专利技术的目的是提供一种大俯仰角度雷达散射截面数据测量系统及其测量方法。此测量系统及其测量方法旨在降低现有大俯仰角度RCS数据测量的复杂性，实现0
°
~90
°
大俯仰角度的精准RCS数据测量，减少设计成本、人力成本和经济成本，使得大俯仰角度RCS数据测量变得更加灵活。
[0010]为达到上述目的，本专利技术提供了一种大俯仰角度雷达散射截面数据的测量系统，包括：
机载测试机构，用于在不同俯仰角度下，对待测目标发射电磁波并接收其回波，以获得待测目标的测试数据；地面控制机构，用于对地面上的待测目标进行支撑和旋转；上位机，分别与机载测试机构、及地面控制机构通信连接，用于对机载测试机构发送测试指令，对地面控制机构进行旋转控制，并接收和处理机载测试机构回传的测试数据，获得待测目标的雷达散射截面（RCS）数据。
[0011]本方案的一种实施方式，其中，该机载测试机构包括：机载本体；测试装置，设置于该机载本体上，用于接收到上位机的测试指令后，对该待测目标发射电磁波并接收其回波，并将测试数据传输至上位机；机载接收装置，安装于该测试装置前端，用于测试该待测目标时增大该机载接收装置的俯仰角度范围；云台，设置于该测试装置上，用于稳定和支撑该测试装置、和机载接收装置，且分别与测试装置、及机载接收装置通信连接，用于结合该机载接收装置接收到的测试指令，对该机载接收装置的俯仰角度进行调节；激光笔，设置于该云台上，且分别与测试装置、机载发射装置、及云台通信连接，用于定位和对准该待测目标。
[0012]本方案的一种实施方式，其中，该机载本体为无人机，且包括：无人机机翼、无人机机身、无人机支架。
[0013]本方案的一种实施方式，其中，该测试装置为测试雷达。
[0014]本方案的一种实施方式，其中，该机载接收装置为喇叭天线。
[0015]本方案的一种实施方式，其中，该云台内部还设置有GPS定位机构，用于定位该机载测试机构的实时方位。
[0016]本方案的一种实施方式，其中，地面控制机构还包括：地面转台，设置于地面上，以小步进间隔或连续的360
°
旋转；低散射支架，设置于该地面转台上，且用于支撑该待测目标；该低散射支架与地面转台相结合，以保证该待测目标与地面平行。
[0017]本专利技术提供了一种大俯仰角度雷达散射截面数据的测量系统，包括：S1，结合测试波段，选定机载接收装置，并将选定的机载接收装置安装于测试装置的前端；S2，测量该待测目标的最大尺寸，并结合选定的机载接收装置，计算出该机载测试机构测量待测目标的最小测试距离；S3，结合待测目标的位置和上述最小测试距离，调整和定位上述大俯仰角度机载RCS测量系统；S4，结合待测的大俯仰角度范围和该最小测试距离，确定测试的弧形导轨，并调整和定位该机载测试机构悬停在初始测试位置；S5，启动地面转台，该测试装置对旋转的待测目标进行测试，并将测试数据传输至上位机进行数据处理，获得该待测目标在该俯仰角度下的RCS数据；S6，调整该机载测试机构沿着该弧形导轨，从初始测试位置移动至不同的测试位
置，在不同测试位置下，分别重复上述S4
‑
S5，获得待测目标在不同俯仰角度下的雷达散射截面数据。
[0018]本方案的一种实施方式，其中，上述S1具体包括：S101，确定测试波段和测试的中心频率，并结合该中心频率计算出该测试波段下的波束宽度，结合该波束宽度选定机载接收装置；S102，将选定的满足波束宽度的机载接收装置安装在该测试装置的前端。
[0019]本方案的一种实施方式，其中，上述S3具体包括：结合待测目标的位置和上述最小测试距离，在待测目标下方依序设置低散射支架、和地面转台，并使得该待测目标的中心线与地面转台的中心线重合，且待测目标与地面保持水平。
[0020]本方案的一种实施方式，其中，上述S4具体包括：S401，结合待测的大俯仰角度范围和该最小测试距离，确定该机载测试机构的运动轨迹，并将该运动轨迹定义为该机载测试机构在后续测试阶段的弧形导轨；S402，精确定位该机载测试机构的位置，使得该机载测试机构悬停于初始测试位置；S403，上位机发出测试指令，该机载测试机构中的云台接收到该测试指令后，对机载接收装置的俯仰角度进行调整，并定位和对准该待测目标。
[0021]本方案的一种实施方式，其中，定位和对准该待测目标还包括：S4031：通过控制激光笔扫描定位该待测目标；S4032：调整该待测目标的中心与机载接收装置的中心位于同一直线上，以完成该待测目标的对准。
[0022]本方案的一种实施方式，其中，待测目标的周围铺设有吸波材料。
[0023]相对于现有技术，本专利技术至少具有以下有益效果之一：1. 本专利技术提供的大俯仰角度RC本文档来自技高网...

【技术保护点】

【技术特征摘要】
1.一种大俯仰角度雷达散射截面RCS数据的测量系统，其特征在于，包括：机载测试机构，用于在不同俯仰角度下，对待测目标发射电磁波并接收其回波，以获得待测目标的测试数据；地面控制机构，用于对所述待测目标进行支撑和旋转；上位机，分别与所述机载测试机构、及所述地面控制机构通讯连接，用于对所述机载测试机构发送测试指令，对所述地面控制机构进行旋转控制，并接收和处理所述机载测试机构回传的测试数据，获得待测目标的RCS数据。2.如权利要求1所述的测量系统，其特征在于，所述机载测试机构包括：机载本体；测试装置，设置于所述机载本体上，用于接收到所述测试指令后，对所述待测目标发射电磁波并接收其回波，并将所述测试数据传输至所述上位机；机载接收装置，安装于所述测试装置前端，用于测试所述待测目标时增大所述机载接收装置的俯仰角度范围；云台，设置于所述测试装置上，用于稳定和支撑所述测试装置、和所述机载接收装置，且分别与所述测试装置、及所述机载接收装置通讯连接，用于结合所述测试指令，对所述机载接收装置的俯仰角度进行调节；激光笔，设置于所述云台上，且分别与所述测试装置、机载发射装置、及所述云台通讯连接，用于定位和对准所述待测目标。3.如权利要求2所述的测量系统，其特征在于，所述云台内部还设置有GPS定位机构，用于定位所述机载测试机构的实时方位；所述测试装置为测试雷达；所述机载接收装置为喇叭天线；所述机载本体为无人机。4.如权利要求1所述的测量系统，其特征在于，所述地面控制机构还包括：地面转台，设置于地面上，以小步进间隔或连续的360
°
旋转；低散射支架，设置于所述地面转台上，且用于支撑所述待测目标，且与所述地面转台相结合，以保证所述待测目标与地面平行。5.一种大俯仰角度雷达散射截面RCS数据的测量方法，其特征在于，该测试方法是基于上述权利要求1
‑
4项中任意一项所述的测试系统实现的，该测试方法包括：S1，结合测试波段，选定机载接收装置，并将选定的所述机载接收装置安装于测试装置的前端；S2，测量该待测目标的最大尺寸，并结合所述机载接收装置，计算出机载测试...

【专利技术属性】
技术研发人员：胡伟东，张凯旗，赵鹏，许志浩，蒋环宇，檀桢，刘庆国，丰志妍，贾林海，姜涵，冯铭皓，乔石，
申请(专利权)人：北京理工大学，
类型：发明
国别省市：