[发明专利]链条关系式在近场测量系统的近场到远场变换中的应用方法

权利要求书

1.一种链条关系式在近场测量系统的近场到远场变换中的应用方法，其特征在于：该方法基于近场远场变换的链条关系式，其中近场远场变换简称NFFFT，该关系式表达为：

F_N(θ,φ|θ′,φ′)＝C₁F₀(θ,φ|θ′,φ′)*[S_T(θ,φ)*S_R(θ′,φ′)]

式中F_N和F₀为近场和远场散射系数，C₁为常数项，S_T(θ,φ)，S_R(θ′,φ′)分别为发射天线平面波谱和接收天线平面波谱，θ和φ分别是发射天线坐标系下的俯仰角和方位角，θ′和φ′分别是接收天线坐标系下的俯仰角和方位角，散射系数的定义为：

式中散射系数F为复数，其中E^s为散射电场，Eⁱ为入射电场，k为波数，R为距离，即R满足远场条件时用于远场，R不满足远场条件时用于近场，雷达散射截面公式为：

式中λ为波长，由以上公式可知，相对于雷达发射信号，雷达接收的信号正比于散射系数，系统冲激函数为：

发射天线和接收天线方向图相同或不同，它们到目标旋转中心的距离相等或不相等；

后向RCS时，发射天线和接收天线的平面波角谱(PWS)相同，且有S_T(θ,φ)＝S_R(θ,φ)＝S(θ,φ)，此时，近场RCS测量系统冲击响应函数等于S(θ,φ)的自卷积，即：

A＝S(θ,φ)*S(θ,φ)＝IFFT[Eⁱ(x,y)×Eⁱ(x,y)]

对上面计算过程进行化简，在后向散射条件下，系统的冲击响应函数的FFT为Eⁱ(x,y)×Eⁱ(x,y)，IFFT和FFT相互抵消，得到了FFT和IFFT相互抵消后的新的关系图，即将F_N与收发天线的平面波角谱和F₀的关系图转化为F_N与电场分布Eⁱ和F₀的关系图，并进行逆运算，分别得到点源和线源NFFFT时，由F_N计算F₀的方法。

2.根据权利要求1所述的链条关系式在近场测量系统的近场到远场变换中的应用方法，其特征在于：进行点源和线源两种情况下，具体实施方法包括：

首先，测量背景和支架的复数反射信号F^B；

然后，将定标球放置到支架上，测量复数反射信号F^C；

接下来，被测目标通过两根支杆和一条吊绳架设到测量高度，转台转动带动目标在方位角φ转动，吊绳处于转台的旋转中心，吊绳的伸缩改变目标的俯仰角θ；

接下来，给定目标的俯仰角，在转台方位角为0度时，雷达发射信号一个频率的照射目标，接收机接收目标的复数反射信号F^T(θ,φ₁)，包括振幅和相位；

接下来，俯仰角不变，转台方位角增加一个固定的增量Δφ转到一个新位置，雷达发射相同的频率照射目标，接收机接收目标的复数反射信号F^T(θ,φ₂)，包括振幅和相位；

接下来，循环反复，得到F^T(θ,φ_n1)；

接下来，改变俯仰角，得到F^T(θ_n2,φ_n1)；

接下来，对近场回波信号进行定标：

式中F_C为定标球给定的雷达散射截面σ_C对应的反射信号，即：

σ_C＝20×log(F_C)

接下来，对F_N进行差值运算，然后做2DFFT，得到E_N，合适的差值将使E_N在x,y平面等间隔分布；

接下来，由式Eⁱ(x,y)＝A(x,y)exp[-jφ(x,y)]计算Eⁱ，由测量的近场散射系数F_N，经插值和2DFFT变换，在x,y平面上得到对应的场分布E_N，利用式计算：

式中NFFFT的定标系数C的确定方法：

①在近场条件下测量定标球的近场散射系数F_N(φ)；

②进行逆运算，计算定标球的远场系数F₀(φ)；

③使系数C变化，当F₀(φ)＝F_N(φ)时，C收敛；

接下来，由E⁰做2DIFFT和插值，得到远场散射系数F₀(θ,φ)，它在角域(θ,φ)等间隔分布；

最后，计算RCS

σ(θ，φ)＝20log|F₀(θ，φ)|。