[发明专利]一种RCS近场多站阵列测量装置和方法

权利要求书

1.一种RCS近场多站阵列测量装置，其特征在于：包括多站阵列天线、多通道测量雷达、转台、测控系统、数据处理系统和定标系统；所述多站阵列天线包含发射天线阵列、接收天线阵列、发射分配网络和接收分配网络；所述多通道测量雷达包括发射机和接收机；所述测控系统用于控制多通道测量雷达中的发射机产生微波频段电信号，利用发射分配网络将信号传输至发射天线阵列；双极化的所述发射天线阵列用于将导行波转化为自由空间传播的柱面近场激励，对近场距离内的目标进行照射；双极化的所述接收天线阵列用于采集目标多角度散射的电磁波，所述电磁波通过接收分配网络进入多通道测量雷达的接收机；所述测控系统用于控制转台携带被测目标进行旋转运动，或控制携带RCS近场多站阵列测量装置的行走车围绕目标旋转，对目标的不同角度进行散射测量；所述定标系统用于将标准定标体放置于测试静区内进行和目标相同的散射测试，以实现对目标测试结果的定标处理；所述数据处理系统用于处理目标和定标体的全角度多站散射数据。

2.根据权利要求1所述的一种RCS近场多站阵列测量装置，其特征在于：所述发射天线阵列和接收天线阵列中包括双极化天线单元，其采用微波频段的双极化四脊喇叭天线或双极化Vivaldi天线或双极化贴片天线；所述发射天线阵列和接收天线阵列分别由等间距或不等间距的多个双极化天线单元组成，在测试频率形成一个大于目标尺寸的柱面近场测试静区；所述发射天线阵列和接收天线阵列平行排列，在阵列方向上天线相互交错排布；所述发射天线阵列和接收天线阵列包括多套，针对不同频段测试。

3.根据权利要求1所述的一种RCS近场多站阵列测量装置，其特征在于：所述发射分配网络和接收分配网络包含多级射频开关，通过切换将多通道测量雷达的发射和接收信号连接至对应的双极化天线单元上；或者所述发射分配网络和接收分配网络由每个天线之后的幅度/相位控制器、功分器和合路器组成，通过在不同频率引入所需的幅度和相位来实现多站阵列天线的发射场和接收场。

4.根据权利要求1所述的一种RCS近场多站阵列测量装置，其特征在于：所述发射机由VCO或DDS作为射频源直接产生微波频段激励，或由低频信号经混频器或倍频器抬高至微波频段激励，信号为步进跳频或线性调频体制，产生的信号经功率放大器放大后输出；射频源的输出端口带有开关控制，其通断由所述测控系统控制，实现连续波和脉冲模式间的切换；所述接收机接收到的信号由低噪声放大器放大后输入一级或两级混频器完成下变频，将接收到的射频信号下变频到10MHz附近的中频信号；所述中频信号经低通或带通滤波器进行频率选择后进入模数转换器，数字信号由中频数据处理板进行实时信号解调和压缩后输出并存储。

5.根据权利要求1所述的一种RCS近场多站阵列测量装置，其特征在于：所述转台为单轴机械转台，在所述测控系统的控制下携带被测目标绕中心以所需的速度旋转，或选择至所需的测试角度；所述行走车为AGV车，装备有电磁或光学自动导航装置，在所述测控系统的控制下携带整套RCS近场多站阵列测量装置沿规定的导航路径围绕被测目标行驶，完成对被测目标多角度散射特性的测试。

6.根据权利要求1所述的一种RCS近场多站阵列测量装置，其特征在于：所述测控系统包括主控计算机、时序控制器和测量通讯模块，其中所述时序控制器为采用FPGA为核心器件的数字板卡，发射时序控制信号。

7.根据权利要求1所述的一种RCS近场多站阵列测量装置，其特征在于：所述数据处理系统为数据处理电脑或专用服务器，负责综合处理所采集的目标散射信号，完成数据预处理、定标、近远场变换和成像反演的计算工作。

8.根据权利要求1所述的一种RCS近场多站阵列测量装置，其特征在于：所述定标系统由行走车、定标支架和定标体组成；所述行走车为自动行走车或者导轨车；所述定标支架具有低散射特性，采用泡沫支架或低散射金属支架；所述定标体放置于位于行走车上的定标支架上，所述行走车带载定标体到达指定位置进行定标测量。

9.根据权利要求1-8之一所述的一种RCS近场多站阵列测量装置的测量方法，其特征在于：通过测控系统控制多通道测量雷达中的发射机产生微波频段电信号，利用发射分配网络将信号传输至发射天线阵列，双极化的发射天线阵列将导行波转化为自由空间传播的柱面近场激励，对近场距离内的目标进行照射，目标向多角度散射的电磁波由双极化的接收天线阵列采集，继而通过接收分配网络进入多通道测量雷达的接收机；所述测控系统同时控制转台携带被测目标进行旋转运动，或控制携带RCS近场多站阵列测量装置的行走车围绕目标运动，对目标的不同角度进行散射测量；所述定标系统将标准定标体放置于测试静区内进行和目标相同的散射测试，以实现对目标测试结果的定标处理；目标和标准定标体的全角度多站散射数据最终由所述数据处理系统进行处理，将采集的近场散射信息转换为远场RCS电平和目标的空间散射强度分布图像。