[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

说明书

本发明公开了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，本发明将NFFFT的链条关系式改变成一种新的表达形式，给出了F₀、F_N和通过目标旋转中心，并与雷达照射线和反射线分角线垂直的平面上的场分布Ei之间的关系。原来的关系式和新的关系式完全等效，两者属于链条关系式的不同表达方式。但是新的关系式，解决了原来的逆卷积难题。它使链条关系式更容易进入工程应用。本发明的另一个内容是提出了近场RCS测量的实施方法，包括背景对消、F_N定标、NFFFT、NFFFT定标等。本发明的近场RCS测量技术和方法与基于成像概念以及基于平面波综合的NFFFT方法比较，理论上比较严格、有简单的数学表达式、物理概念清晰、工程上使用方便。

技术领域

本发明属于低可观测技术和雷达技术领域，特别涉及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，该方法为大尺寸、低雷达散射截面(RCS)目标散射特性的一种新的近场测量方法。

背景技术

传统上，RCS静态测量的方法有外场和紧缩场。外场测量占地大，成本高，环境干扰源多，受到气候影响，测量效率低。紧缩场静区尺寸较小，多用于缩比模型和部件的RCS测试。

2008年，美国洛-马公司推出了一种基于室内点源近场的RCS测试系统，用于隐身飞机的出厂性能检测。

在不满足远场条件情况下，通过近场散射系数F_N测量计算远场散射系数F₀，然后得到远场条件下的RCS。近场测量系统的关键是近场远场变换(简称NFFFT)。

NFFFT的方法有几种，包括：①基于成像的方法；②基于平面波载荷的方法；③基于卷积公式的方法。

NFFFT的卷积公式称为链条关系式(参见何国瑜等编著的“电磁散射的计算和测量”，2006年，北京航空航天大学出版社)。

F_N(θ,φ|θ′,φ′)＝C₁F₀(θ,φ|θ′,φ′)*[S_T(θ,φ)*S_R(θ′,φ′)] (1)

式(1)中符号“*”代表卷积，代表反卷积。其它符号的意义见附图1。

图1中，发射天线相位中心至目标旋转中心O的距离为R1，接收天线相位中心至目标旋转中心O的距离为R2。发射和接收天线的平面波角谱(PWS)分别为S_T(θ,φ)和S_R(θ′,φ′)。目标的远场散射系数为F₀(θ,φ|θ′,φ′)。如果R1和R2趋于无限大，接收机的输出信号为F₀(θ,φ|θ′,φ′)，否则为F_N(θ,φ|θ′,φ′)。图中(θ,φ)为双站雷达的照射角，(θ′,φ′)为双站雷达的散射角。

式(1)的物理意义是，近场散射系数F_N等于远场散射系数F₀与系统冲击响应函数A＝[S_T*S_R]的卷积。

式(2)的物理意义是，远场散射系数F₀等于近场散射系数F_N与系统冲击响应函数A＝[S_T*S_R]的反卷积。因此，由F_N和冲击响应函数A＝[S_T*S_R]可以计算F₀。

由已知远场散射系数F₀(真值)计算存在测量误差的近场散射系数F_N，该计算过程为正常的卷积计算。在后向散射条件下，计算框图见图2。