一種雙站RCS測量定標方法技術

公開了一種雙站RCS測量定標方法，包括：在雙站RCS測量系統中測量定標球的散射回波信號S1(f)，從S1(f)中提取鏡面散射回波分量對應的實測值S1_m(f)；計算定標球的雙站RCS理論值S3(f)，從S3(f)中提取鏡面散射回波分量對應的RCS理論值S3_m(f)；根據S1_m(f)、S3_m(f)計算復修正系數C；根據C對待測目標的實測散射回波信號S2(f)進行定標。本發明專利技術通過從定標球的散射回波信號實測值，以及定標球的RCS理論值中提取鏡面散射分量用于定標計算，極大提高了定標結果對定標球位置、雙站角等因素的容錯性，不僅提高了測量精度，而且提高了測試效率。

【技術實現步驟摘要】

本專利技術涉及電磁散射測量領域，尤其涉及一種雙站RCS測量定標方法。
技術介紹
在測量目標的RCS(雷達散射截面)時，需要對測試系統進行定標，以將測試系統采集的目標回波信號(功率或電壓)與目標的RCS測量值關聯起來。目前，在微波暗室內進行RCS測量時，一般使用相對定標法對測量數據進行定標。在RCS測量定標過程中，定標體的選取對定標精度至關重要。在單站RCS測量定標中，由于金屬球具有三維旋轉對稱性、對擺放姿態精度要求低等優點，使得金屬球成為最重要的定標體之一。然而，在雙站RCS測量定標中，尤其是在入射波水平極化(HH)入射、大雙站角情況下，金屬球的爬行波效應顯著。進一步的，由于爬行波與鏡面散射回波的干涉，導致金屬球的RCS值在頻域、雙站角域均呈現明顯的振蕩特性。因此，如果采用傳統的相對定標法，即在雙站RCS測量中直接利用金屬球的實測回波信號、以及金屬球的RCS理論值進行定標，即便定標體位置或雙站角存在很小偏差，也會在最終的結果中引入很大的定標誤差。因此，針對金屬球在雙站RCS測量中定標效果不理想的情況，亟需一種新的雙站RCS測量定標方法，以提高定標效果對定標球位置、雙站角等因素的容錯性。
技術實現思路
本專利技術的目的在于提出一種雙站RCS測量定標方法，以提高定標結果對定標球位置、雙站角等因素的容錯性，進而提高測量精度與測試效率。本專利技術提供的雙站RCS測量定標方法，包括：S1、在雙站RCS測量系統中測量定標球的散射回波信號S1(f)，從S1(f)中提取鏡面散射回波分量對應的實測值S1_m(f)；S2、計算所述定標球的雙站RCS理論值S3(f)，從S3(f)中提取鏡面散射回波分量對應的RCS理論值S3_m(f)；S3、計算復修正系數C；S4、在所述測量系統中測量待測目標的散射回波信號S2(f)，并對S2(f)進行定標；S4(f)＝C*S2(f) 公式2其中，S4(f)為定標后待測目標的RCS值。優選的，在步驟S1中，從S1(f)中提取鏡面散射回波分量對應的實測值S1_m(f)具體包括：S11、對S1(f)進行快速傅里葉逆變換，以將S1(f)變換為時域信號S1(t)；S12、對S1(t)進行時域濾波，提取鏡面散射回波分量對應的時域信號S1_m(t)；S13、對S1_m(t)進行快速傅里葉變換，以獲取鏡面散射回波分量對應的實測值S1_m(f)。優選的，步驟S12具體為：在S1(t)中確定鏡面散射回波波峰位置L1、爬行波波峰位置L2；構造以L1為中心、寬度為Δw1的窗函數F1；將所述窗函數F1與S1(t)相乘，以提取鏡面散射分量S1_m(t)。優選的，所述窗函數F1的寬度Δw1滿足：0.3|L1-L2|≤Δw1≤0.8|L1-L2|；式中，|L1-L2|為L1與L2的間距。優選的，步驟S2包括：S21、基于MIE級數計算定標球的雙站RCS理論值S3(f)；S22、對S3(f)進行快速傅里葉逆變換，以將S3(f)變換為時域信號S3(t)；S23、對S3(t)進行濾波，提取鏡面散射回波分量對應的時域信號S3_m(t)；S24、對S3_m(t)進行快速傅里葉變換，以獲取鏡面散射回波分量對應的RCS理論值S3_m(f)。優選的，步驟S23具體為：在S3(t)中確定鏡面散射回波波峰位置L3、
爬行波波峰位置L4；構造以L3為中心、寬度為Δw2的窗函數F2；將所述窗函數F2與S3(t)相乘，以提取鏡面散射回波分量對應的時域信號S3_m(t)。優選的，所述窗函數F2的寬度Δw2滿足：0.3|L3-L4|≤Δw2≤0.8|L3-L4|；式中，|L3-L4|為L3與L4的間距。優選的，在步驟S4之前，所述方法還包括：對待測目標的實測散射回波信號S2(f)進行背景對消、雜波抑制處理。優選的，所述測量系統滿足：式中，B為測量系統的最小測試帶寬，C0為真空中的光速，R為定標球的半徑，θ為以弧度單位表示的雙站角。優選的，S1(f)、S2(f)、S3(f)均為功率信號，或者，S1(f)、S2(f)、S3(f)均為電壓信號。在本專利技術的技術方案中，通過測量獲取定標球的散射回波信號S1(f)，通過計算獲取定標球的雙站RCS理論值S3(f)；并且，從S1(f)中提取鏡面散射回波分量對應的實測值S1_m(f)、從S3(f)中提取鏡面散射回波分量對應的RCS理論值S3_m(f)；根據S1_m(f)、S3_m(f)計算復修正系數C；根據C對待測目標的實測散射回波信號S2(f)進行定標。本專利技術通過從定標球的散射回波信號實測值，以及定標球的RCS理論值中提取鏡面散射分量用于定標計算，從而降低了雙站RCS定標效果對定標體位置、雙站角等因素的敏感度，大幅提高了測量精度與測試效率。附圖說明通過以下參照附圖而提供的具體實施方式部分，本專利技術的特征和優點將變得更加容易理解，在附圖中：圖1是定標球的RCS與鏡面散射分量RCS對比示意圖；圖2是實施例中的雙站RCS測量定標方法流程示意圖；圖3是定標球的實測回波信號與濾波后的回波信號對比圖；圖4a是目標的RCS理論值與采用相對定標法獲取的目標RCS測量值曲線；圖4b是目標的RCS理論值與采用本實施例的定標方法獲取的目標RCS測量值曲線。具體實施方式下面參照附圖對本專利技術的示例性實施方式進行詳細描述。對示例性實施方式的描述僅僅是出于示范目的，而絕不是對本專利技術及其應用或用法的限制。在雙站RCS測量中，若選用金屬球作為標準定標體、并采用傳統的相對定標法進行定標，則定標結果對定標體位置、雙站角等因素的變化的敏感度高，進而導致測量精度與測試效率較低。針對上述技術問題，本申請的專利技術人對金屬球的RCS、以及與鏡面散射分量對應的RCS進行了研究。圖1為定標球的RCS與鏡面散射分量RCS對比示意圖。其中，圖1所用定標球的半徑為250mm，雙站角為150°。從圖1可見，盡管金屬球的雙站RCS理論值振蕩特性顯著，但是其鏡面散射分量對應的RCS的變化較平緩。鑒于此發現，本申請的專利技術人創造性地提出了一種新的RCS測量定標方法。本專利技術的主要思路是，從定標球的實測回波信號與RCS理論計算值中分別提取鏡面散射分量，并基于鏡面散射分量進行定標。本專利技術的方法提高了定標結果對定標球位置、雙站角等因素的容錯性，進而大幅提高了測量精度與測試效率。下面結合附圖對本專利技術實施例中的技術方案進行詳細說明。圖2給出了本專利技術實施例中的雙站RCS測量定標方法流程示意圖。從圖2可見，該方法具體包括：步驟S1、在雙站RCS測量系統中測量定標球的散射回波信號S1(f)，從S1(f)中提取鏡面散射回波分量對應的實測值S1_m(f)。具體地，在雙站RCS測量系統中，我們可以通過寬帶掃頻獲取定標球的實測回波信號S1(f)。其中，S1(f)通常為雷達測得的回波功率值或電壓值。在獲取S1(f)之后，我們需要對S1(f)進行處理，以提取鏡面散射分量對S1(f)的貢獻部分，即S1_m(f)。其中，從S1(f)中提取S1_m(f)具體包括步驟S11、S12、S13。S11、對S1(f)進行IFFT(快速傅里葉逆變換)，以將信號從頻域變換為時域，進而獲取時域信號S1(t)。S12、對S1(t)進行時域濾波，提取鏡面散射回波分量對應的時域信號S1_m(t)。在步驟S12中，我們可以通過軟件距離本文檔來自技高網...

【技術保護點】
一種雙站RCS測量定標方法，其特征在于，所述方法包括：S1、在雙站RCS測量系統中測量定標球的散射回波信號S1(f)，從S1(f)中提取鏡面散射回波分量對應的實測值S1_m(f)；S2、計算所述定標球的雙站RCS理論值S3(f)，從S3(f)中提取鏡面散射回波分量對應的RCS理論值S3_m(f)；S3、計算復修正系數C；S4、在所述測量系統中測量待測目標的散射回波信號S2(f)，并對S2(f)進行定標；S4(f)＝C*S2(f)????????????公式2其中，S4(f)為定標后待測目標的RCS值。

【技術特征摘要】
1.一種雙站RCS測量定標方法，其特征在于，所述方法包括：S1、在雙站RCS測量系統中測量定標球的散射回波信號S1(f)，從S1(f)中提取鏡面散射回波分量對應的實測值S1_m(f)；S2、計算所述定標球的雙站RCS理論值S3(f)，從S3(f)中提取鏡面散射回波分量對應的RCS理論值S3_m(f)；S3、計算復修正系數C；S4、在所述測量系統中測量待測目標的散射回波信號S2(f)，并對S2(f)進行定標；S4(f)＝C*S2(f) 公式2其中，S4(f)為定標后待測目標的RCS值。2.如權利要求1所述的方法，其中，在步驟S1中，從S1(f)中提取鏡面散射回波分量對應的實測值S1_m(f)具體包括：S11、對S1(f)進行快速傅里葉逆變換，以將S1(f)變換為時域信號S1(t)；S12、對S1(t)進行時域濾波，提取鏡面散射回波分量對應的時域信號S1_m(t)；S13、對S1_m(t)進行快速傅里葉變換，以獲取鏡面散射回波分量對應的實測值S1_m(f)。3.如權利要求2所述的方法，其中，步驟S12具體為：在S1(t)中確定鏡面散射回波波峰位置L1、爬行波波峰位置L2；構造以L1為中心、寬度為Δw1的窗函數F1；將所述窗函數F1與S1(t)相乘，以提取鏡面散射分量S1_m(t)。4.如權利要求3所述的方法，其中，所述窗函數F1的寬度Δw1滿足：0.3|L1-L2|≤Δw1≤0.8|L1-L2|；式中，|L1-L2|為...

【專利技術屬性】
技術研發人員：呂鳴，高超，李光天，李寧，
申請(專利權)人：北京環境特性研究所，
類型：發明
國別省市：北京;11