近場(chǎng)RCS檢測(cè)技術(shù)在隱身材料測(cè)試中的應(yīng)用

雷達(dá)隱身技術(shù)是增強(qiáng)突擊能力或保護(hù)自身的重要手段，它能有效減少雷達(dá)發(fā)現(xiàn)目標(biāo)的距離。雷達(dá)散射截面(RCS)越小，隱身能力就越強(qiáng)，因此研究隱身技術(shù)的主要目標(biāo)就是以各種方法縮減RCS?，F(xiàn)實(shí)中的雷達(dá)目標(biāo)往往結(jié)構(gòu)復(fù)雜，對(duì)其進(jìn)行電磁散射理論計(jì)算的難度非常大。為了避免這種復(fù)雜的電磁仿真計(jì)算，采用測(cè)試來(lái)直觀地獲得其電磁散射特性數(shù)據(jù)。因此，RCS測(cè)試對(duì)于研究隱身裝備的雷達(dá)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(cè)試系統(tǒng)分類(lèi)

隱身裝備已逐步成為大國(guó)重器，并將持續(xù)發(fā)揮重要影響，隱身技術(shù)也已成為隱身裝備設(shè)計(jì)的關(guān)鍵技術(shù)。隱身裝備的雷達(dá)散射截面積(RCS)測(cè)量是設(shè)計(jì)、制造、維護(hù)隱身飛機(jī)的必要手段。RCS測(cè)試系統(tǒng)主要有遠(yuǎn)場(chǎng)RCS測(cè)試、室內(nèi)緊縮場(chǎng)RCS測(cè)試以及近場(chǎng)RCS測(cè)試三類(lèi)。

遠(yuǎn)場(chǎng)RCS測(cè)試

室內(nèi)緊縮場(chǎng)RCS測(cè)試

近場(chǎng)RCS測(cè)試

遠(yuǎn)場(chǎng)和室內(nèi)緊縮場(chǎng)均需要巨大的經(jīng)費(fèi)投入和很高的技術(shù)條件，建設(shè)所需場(chǎng)地大，不具備部署的機(jī)動(dòng)性，無(wú)法對(duì)現(xiàn)役的隱身裝備開(kāi)展現(xiàn)場(chǎng)RCS診斷。相比而言，近場(chǎng)測(cè)試效率高、成本低，因此該技術(shù)近年來(lái)成為電磁測(cè)量領(lǐng)域關(guān)心的熱點(diǎn)問(wèn)題，多國(guó)都在研制適用于隱身裝備現(xiàn)場(chǎng)測(cè)量診斷的近場(chǎng)RCS測(cè)試系統(tǒng)。

解決方案

系統(tǒng)外形結(jié)構(gòu)圖

針對(duì)隱身裝備的現(xiàn)場(chǎng)RCS診斷和測(cè)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(cè)試系統(tǒng)。該系統(tǒng)集成了成像儀表、測(cè)量天線、便攜式掃描平臺(tái)、測(cè)試附件以及測(cè)試應(yīng)用軟件；

成像儀表：能夠進(jìn)行RCS測(cè)試數(shù)據(jù)采集，具備脈沖信號(hào)產(chǎn)生和脈沖信號(hào)測(cè)量功能，具備幅度、相位測(cè)量能力。能夠滿足系統(tǒng)對(duì)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(tái)：可全向移動(dòng)，具備控制測(cè)量天線水平、垂直、俯仰運(yùn)動(dòng)；

測(cè)量天線：包括收發(fā)天線，具備極化切換功能，實(shí)現(xiàn)發(fā)射信號(hào)和目標(biāo)回波信號(hào)的接收；

測(cè)試附件：包括定標(biāo)體、泡沫支柱等測(cè)試附件；

測(cè)試應(yīng)用軟件：內(nèi)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(dá)（SAR）成像原理，采用反投影（BP）成像算法實(shí)現(xiàn)目標(biāo)二維成像測(cè)量，通過(guò)微波成像儀表產(chǎn)生頻率步進(jìn)信號(hào)形成高帶寬的測(cè)量信號(hào)，實(shí)現(xiàn)距離維上的高分辨能力；通過(guò)便攜式掃描平臺(tái)控制天線在直線導(dǎo)軌上移動(dòng)形成合成孔徑實(shí)現(xiàn)方位維上的高分辨能力。同時(shí)結(jié)合門(mén)控技術(shù)實(shí)現(xiàn)過(guò)濾非目標(biāo)干擾回波，提高系統(tǒng)靈敏度和測(cè)量精度。

功能特點(diǎn)

●   配備便攜式掃描平臺(tái)，具備良好機(jī)動(dòng)性，適合狹小空間內(nèi)開(kāi)展測(cè)試；

●   采用門(mén)控技術(shù)實(shí)現(xiàn)極低的可測(cè)RCS量級(jí)，滿足高性能隱身裝備的性能診斷和維護(hù)測(cè)試需求；

●   系統(tǒng)收置快捷，可隨被測(cè)裝備一同運(yùn)輸部署；

●   定制開(kāi)發(fā)應(yīng)用軟件，實(shí)現(xiàn)快速開(kāi)展測(cè)試和性能比對(duì)診斷；

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

核心硬件

本系統(tǒng)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(duì)性地對(duì)測(cè)量速度、動(dòng)態(tài)范圍等進(jìn)行優(yōu)化設(shè)計(jì)，是理想的RCS測(cè)試設(shè)備，具備以下特點(diǎn)：

? 頻率范圍覆蓋10MHz~50GHz；

? 跡線噪聲不足0.001dB，測(cè)量精度高，保證極高的測(cè)量重復(fù)性；

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

? 具備脈沖調(diào)制、時(shí)域選通以及低噪聲接收機(jī)能力。

關(guān)鍵技術(shù)

◆軟件門(mén)控

為了去除目標(biāo)信號(hào)之外的無(wú)用回波影響，采用軟件時(shí)域門(mén)的方法對(duì)目標(biāo)時(shí)域響應(yīng)進(jìn)行選取。首先采集待測(cè)目標(biāo)的頻域RCS數(shù)據(jù)，依據(jù)頻域時(shí)域變換方法將頻域RCS數(shù)據(jù)轉(zhuǎn)換為時(shí)域RCS數(shù)據(jù)，將漢寧窗函數(shù)、海明窗函數(shù)或者凱塞窗函數(shù)等時(shí)域門(mén)函數(shù)施加在時(shí)域RCS數(shù)據(jù)上得到時(shí)域選通數(shù)據(jù)。再依據(jù)時(shí)域頻域變換方法將時(shí)域數(shù)據(jù)再次轉(zhuǎn)換為頻域數(shù)據(jù)。

◆  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(cè)量功能，實(shí)現(xiàn)只接收特定距離目標(biāo)回波信號(hào)的能力，提高回波信號(hào)信噪比，實(shí)現(xiàn)更低的可測(cè)RCS量級(jí)。

來(lái)源：成都玖錦，高速射頻百花潭