[发明专利]一种用于定量测量雷达系统的外定标系统及方法

权利要求书

1.一种用于定量测量雷达系统的外定标系统，其特征在于包括：频谱仪(1)、信号发生器(2)、喇叭天线(3)、天线固定工装(4)、切换开关(5)、实验高塔(6)和二维转台及附属控制系统(8)；

其中频谱仪(1)、信号发生器(2)、天线固定工装(4)和切换开关(5)均置于实验高塔(6)上；喇叭天线(3)或定标球A或定标球B固定于天线固定工装(4)上；频谱仪(1)、信号发生器(2)分别通过电缆与切换开关(5)连接，切换开关(5)的输出端通过电缆与喇叭天线(3)的输入端口相连；待测雷达系统(7)固定于二维转台及附属控制系统(8)上，实验高塔(6)与二维转台及附属控制系统(8)水平间隔排列；

控制切换开关使频谱仪与喇叭天线接通，将待测雷达系统置于发射工作状态，二维转台及附属控制系统保持电轴零度位置；设置二维转台及附属控制系统的参数；启动转台，使待测雷达系统天线按照预设转速进行扫描，每转到一个步进角度位置便读取当前频谱仪测量的功率值；待测雷达系统天线完成预设范围的扫描后，控制转台停止，得到设定角度范围的发射方向图；

控制切换开关( 5) 使信号发生器( 2) 与喇叭天线( 3) 接通，喇叭天线( 3) 作为发射天线；控制待测雷达系统( 7) 处于接收工作状态，二维转台及附属控制系统( 8) 保持电轴零度位置；设置二维转台及附属控制系统( 8) 的参数；启动转台，使待测雷达系统(7) 天线按照预设转速进行扫描，每转到一个步进角度位置由待测雷达系统( 7) 测量功率值；待测雷达系统( 7) 天线完成预设范围的扫描后，控制转台停止，得到设定角度范围的接收方向图，雷达结束工作；

控制待测雷达系统(7)处于正常的收发工作状态；通过测量获取待测雷达系统(7)与定标球A之间的精确距离；二维转台及附属控制系统(8)控制转台方位向位于电轴零度位置，并在预设的范围内进行二维扫描，找到接收功率最大值的位置；利用已知的雷达方程获取待测雷达系统(7)的发射功率、天线发射增益与天线接收增益之积；

通过测量获取待测雷达系统(7)与定标球B之间的精确距离；二维转台及附属控制系统(8)控制转台方位向位于电轴零度位置，并在预设的范围内进行二维扫描，找到接收功率最大值的位置；利用已知的雷达方程获取待测雷达系统(7)的系统误差。

2.一种用于定量测量雷达系统的外标定方法，其特征在于具体步骤为：

第一步 基于喇叭天线(3)的外定标

将喇叭天线(3)固定于天线固定工装(4)上；

控制切换开关(5)使频谱仪(1)与喇叭天线(3)接通；将待测雷达系统(7)置于发射工作状态，二维转台及附属控制系统(8)保持电轴零度位置；设置二维转台及附属控制系统(8)的参数：转速、扫描起始角、扫描步进和扫描结束角；启动转台，使待测雷达系统(7)天线按照预设转速进行扫描，每转到一个步进角度位置便读取当前频谱仪(1)测量的功率值；待测雷达系统(7)天线完成预设范围的扫描后，控制转台停止，得到设定角度范围的发射方向图，发射方向图波束记为θ₁、φ₁,其中θ₁、φ₁分别表示发射天线俯仰和方位向的波束宽度；

控制切换开关(5)使信号发生器(2)与喇叭天线(3)接通，喇叭天线(3)作为发射天线；控制待测雷达系统(7)处于接收工作状态，二维转台及附属控制系统(8)保持电轴零度位置；设置二维转台及附属控制系统(8)的参数：转速、扫描起始角、扫描步进和扫描结束角；启动转台，使待测雷达系统(7)天线按照预设转速进行扫描，每转到一个步进角度位置由待测雷达系统(7)测量功率值；待测雷达系统(7)天线完成预设范围的扫描后，控制转台停止，得到设定角度范围的接收方向图，接收方向图波束记为θ₂、φ₂，其中θ₂、φ₂分别表示接收天线俯仰和方位向的波束宽度，雷达结束工作；

第二步 基于定标球A的外定标

将定标球A固定于天线固定工装(4)上，控制待测雷达系统(7)处于正常的收发工作状态；通过测量获取待测雷达系统(7)与定标球A之间的精确距离；二维转台及附属控制系统(8)控制转台方位向位于电轴零度位置，并在预设的范围内进行二维扫描，找到接收功率最大值的位置；利用已知的雷达方程获取待测雷达系统(7)的发射功率、天线发射增益与天线接收增益之积；

第三步 基于定标球B的外定标

将定标球B固定于天线固定工装(4)上，控制待测雷达系统(7)处于正常的收发工作状态；通过测量获取待测雷达系统(7)与定标球B之间的精确距离；二维转台及附属控制系统(8)控制转台方位向位于电轴零度位置，并在预设的范围内进行二维扫描，找到接收功率最大值的位置；利用已知的雷达方程获取待测雷达系统(7)的系统误差；

其中，频谱仪(1)、信号发生器(2)、天线固定工装(4)和切换开关(5)均置于实验高塔(6)上；频谱仪(1)、信号发生器(2)分别通过电缆与切换开关(5)连接，切换开关(5)的输出端通过电缆与喇叭天线(3)的输入端口相连；待测雷达系统(7)固定于二维转台及附属控制系统(8)上，实验高塔(6)与二维转台及附属控制系统(8)水平间隔排列；至此，完成待测雷达系统(7)的外标定。