CN111812611B - 一种狭窄空间内的整机散射特性测试方法 - Google Patents
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Abstract
本发明公开了一种狭窄空间内的整机散射特性测试方法,其包括:在存放被测装备的库房内,设置具有某一弧度值的弧形探头导轨,在所述弧形探头导轨上安装一个可自由移动的微波探头,并且所述微波探头在测控系统的控制下能够沿所述弧形探头导轨自由移动,或者设置一组沿90度弧度均匀分布的微波探头,所述微波探头通过微波开关矩阵与目标散射特性测试设备相连接,所述微波探头的波束指向被测装备。该方法能够快速、高效、精准测量整机散射特性,解决装备实际使用存贮环境条件下无法进行整机散射特性测试的难题。
Description
技术领域
本发明涉及目标RCS测量技术领域,更具体的说,涉及一种狭窄空间内的整机散射特性测试方法。
背景技术
隐身装备出厂检验合格、交付用户后,在使用过程中,装备表面随着使用及自然磨损而发生变化,比如装备上的材料、装备结构上的台阶和缝隙等,在装备出厂时能够保持一个较好的状态,在使用一段时间后,都有可能发生变化,从而导致装备隐身性能逐渐下降。因此,为保持隐身装备的隐身性能,需要定期对装备的散射特性进行维护测试,确保其始终满足指标要求。
雷达散射截面(RCS)是表征目标电磁散射特征的重要指标,通过在各姿态角位置对被测目标进行RCS测试,可确定目标的电磁散射特征,进而确定目标的整机雷达波隐身性能。获取目标电磁散射特性的手段主要有紧缩场测试、室外场静态测试、室外场动态测试和整机近场测试四种。其中,紧缩场测试环境静区尺寸小、目标重量受限,适用于缩比模型、全尺寸隐身武器装备部件目标测试;室外场静态测试场地占地大、费用高、易受干扰,适用于设计阶段的全尺寸隐身武器装备模型测试;室外场动态测试试验成本高、目标姿态无法精确控制、数据重复性差,适用于生产阶段真实隐身武器装备测试;整机近场测试场地建设费用贵、布局少,对测量环境要求高,测试效率较低。
上述四种测量方法普遍存在:对硬件要求高,对测量环境要求高,建设周期长、投入大、测量场地相对固定,无法满足隐身装备一线用户日常整机散射特性现场维护测试的需求。
与上述专业的测试场相比,隐身装备实际使用、存贮环境具有空间狭窄、场地内障碍物多、背景杂波干扰大的特点。对散射特性测试设备的要求是:部署机动灵活,环境适应性好,测试方便快捷、时效性好等。专业测试方法一般采用ISAR成像处理算法和SAR成像处理算法:ISAR成像处理算法无法剔除场地内障碍物的影响,得到的测量结果精度低;SAR成像处理算法由于其探头测试口径窄,为获得被测目标一组散射特性数据(水平向360度范围内),需要花费数小时、甚至十多个小时。显然,现有的方法无法适应隐身装备实际使用、存贮环境条件下的装备整机散射特性的现场测试需求。
发明内容
为填补国内在已出厂交付用户使用隐身装备的整机散射特性现场测试技术、方法方面的空白,本发明针对装备实际使用、存贮环境中空间狭窄、场地内障碍物多、背景杂波干扰大的特点,提出了一种适用于狭窄空间的整机散射特性测试方法,该方法能够快速、高效、精准测量整机散射特性,解决装备实际使用存贮环境条件下无法进行整机散射特性测试的难题。
为解决上述技术问题,本发明采用以下技术方案:一种狭窄空间内的整机散射特性测试方法,包括:在存放被测装备的库房内,设置具有某一弧度值的弧形探头导轨,所述弧形探头导轨的垂直向中心与被测装备垂直向中心等高且所述弧形探头导轨的圆心与被测装备水平面中心点重合,在所述弧形探头导轨上安装一个可自由移动的微波探头,所述微波探头通过微波开关矩阵与目标散射特性测试设备相连接,所述微波探头的波束指向被测装备并且所述微波探头在测控系统的控制下,可沿所述弧形探头导轨自由移动。
进一步,所述弧度值为90度。
进一步,放置被测装备后,将微波探头移动到弧形探头导轨的起始端,打开射频开始第一个90度测试,测试过程中,测控系统控制所述微波探头从起始端移动到终端,目标散射特性测试设备进行数据采集并编号保存,关闭射频;每一次沿顺时针调整被测装备水平姿态90度,重复上述测试步骤,直到完成被测装备水平向360度散射特性测试。
进一步,移去被测装备,在中心位置放置一定标体,将所述微波探头移回到所述弧形探头导轨的起始端,打开射频开始定标体90度测试,测试过程中,测控系统控制所述微波探头从起始端移动到终端,目标散射特性测试设备进行数据采集并编号保存,关闭射频。
一种狭窄空间内的整机散射特性测试方法,包括90度弧形探头组合,所述90度弧形探头组合包括一组沿90度弧度均匀分布的微波探头,所述一组微波探头的垂直向中心与被测装备垂直向中心等高且所述一组微波探头的圆心与被测装备水平面中心点重合,所述微波探头通过微波开关矩阵与目标散射特性测试设备相连接,所述微波探头的波束指向被测装备。
进一步,所述微波探头的数量取决于其波束宽度的大小、所述微波探头距被测装备的距离及测量结果精度要求。
进一步,在测试过程中,调整被测目标水平姿态4次,即可测量得到被测目标水平向360度范围内的散射特性数据。
数据处理时,将得到的数据导入专门的整机散射特性数据处理软件,再利用SAR成像处理算法,即可得到被测目标的整机RCS值。
本发明针对装备实际使用、存贮环境所具有的空间狭窄、场地内障碍物多、背景杂波干扰大的特点,提出了一种适合狭窄空间使用的整机散射特性测试方法。通过使用该方法,可有效提高装备实际使用、存贮环境条件下目标整机散射特性测量结果精度,缩短目标整机散射特性测量时间(整个测量时间小于1小时),解决装备实际使用存贮环境条件下无法进行整机散射特性测试的难题。
附图说明
图1是本发明实施例提供的一种狭窄空间内的整机散射特性测试方法中使用的弧形导轨并结合探头的示意图。
图2是本发明实施例提供的一种狭窄空间内的整机散射特性测试方法中使用的弧形导轨并结合探头的侧视图。
图3是本发明实施例提供的另一种狭窄空间内的整机散射特性测试方法中使用的弧形探头组合示意图。
图4是本发明实施例提供的一种狭窄空间内的整机散射特性测试方法中使用的弧形探头组合正视图。
其中,1.导轨,2.探头,3.探头组合。
具体实施方式
下面结合附图和实施例对本发明作进一步说明。可以理解的是,此处所描述的具体实施例仅仅用于解释本发明,而非对本发明的限定。另外还需要说明的是,为了便于描述,附图中仅示出了与本发明相关的部分而非全部内容。除非另有定义,本文所使用的所有的技术和科学术语与属于本发明的技术领域的技术人员通常理解的含义相同。本文中在本发明的说明书中所使用的术语只是为了描述具体的实施例的目的,不是旨在于限制本发明。本文所使用的术语“及/或”包括一个或多个相关的所列项目的任意的和所有的组合。
图1示出了本发明实施例提供的一种狭窄空间内的整机散射特性测试方法中使用的弧形导轨并结合探头的示意图。图2是本发明实施例提供的一种狭窄空间内的整机散射特性测试方法中使用的弧形导轨并结合探头的侧视图。
在存放隐身装备的库房内,靠近墙角或塔架的地方选择一块足够容纳被测装备和弧形导轨的平整地面,要求确保被测装备可在该空间内无障碍转动。依托墙角或塔架,在墙角或塔架合适高度处设置一个具有某一弧度值的弧形探头导轨1,弧形探头导轨1上安装了一个可自由移动的微波探头2,微波探头2通过微波开关矩阵与目标散射特性测试设备相连接,微波探头2波束指向被测装备,微波探头2在测控系统的控制下,可沿弧形探头导轨1自由移动。弧形探头导轨1围绕被测装备水平设置,其圆心与被测装备水平面中心点重合,弧形探头导轨1的探头2端面距被测装备的最近距离满足SAR成像测量的距离要求。优选的,弧形探头导轨1的弧度为90度,但不限于90度。当弧形探头导轨1的弧度为90度时,只需调整被测装备水平姿态4次,即可完成装备整机测试;当弧形探头导轨1的弧度小于90度时,则需调整被测装备水平姿态4次以上,方可完成装备整机测试;当弧形探头导轨1的弧度为大于90度时,则需调整被测装备水平姿态次数少于4次,即可完成装备整机测试。也就是说,利用目标散射特性测试设备可得到被测装备水平向360度范围内的散射特性数据,再借助专门的整机散射特性数据处理软件,利用目标SAR成像处理算法得到被测目标的整机RCS。
弧形探头导轨1设计加工完成后,将弧形探头导轨1水平固定在库房墙角或塔架上。安装时,对其高度的要求是,其垂直向中心与被测装备垂直向中心等高,并确保弧形探头导轨1的圆心与被测装备水平面中心点重合。弧形探头导轨1安装调试完成后,在弧形探头导轨1上安装微波探头2,并将微波探头2通过微波开关矩阵与目标散射特性测试设备相连接,微波探头2在测控系统的控制下,可沿弧形导轨自由移动。
开始测试。目标散射特性测试设备开机,按照测试方案要求完成参数设置。以弧形探头导轨1的起始端到终端的弧度为90度为例,先将微波探头2移动到弧形探头导轨1的起始端,打开射频开始第一个90度测试,测试过程中,测控系统控制微波探头2从起始端移动到终端,目标散射特性测试设备进行数据采集并编号保存,关闭射频;顺时针调整被测装备水平姿态90度,将微波探头2移回到弧形探头导轨1的起始端,打开射频开始第二个90度测试,测试过程中,测控系统控制微波探头2从起始端移动到终端,目标散射特性测试设备进行数据采集并编号保存,关闭射频;顺时针调整被测装备水平姿态90度,将微波探头2移回到弧形探头导轨1的起始端,打开射频开始第三个90度测试,测试过程中,测控系统控制微波探头2从起始端移动到终端,目标散射特性测试设备进行数据采集并编号保存,关闭射频;顺时针调整被测装备水平姿态90度,将微波探头2移回到弧形探头导轨1的起始端,打开射频开始第四个90度测试,测试过程中,测控系统控制微波探头2从起始端移动到终端,目标散射特性测试设备进行数据采集并编号保存,关闭射频;移去被测装备,在被测装备的中心位置放置一定标体,将微波探头2移回到弧形探头导轨1的起始端,打开射频开始定标体90度测试,测试过程中,测控系统控制微波探头2从起始端移动到终端,目标散射特性测试设备进行数据采集并编号保存,关闭射频。至此,完成被测装备水平向360度散射特性测试。利用专门的整机散射特性数据处理软件,将得到的数据进行数据处理,再利用目标SAR成像处理算法,即可得到被测目标的整机RCS值。
图3示出了本发明实施例提供的另一种狭窄空间内的整机散射特性测试方法弧形探头组合示意图。图4是本发明实施例提供的另一种狭窄空间内的整机散射特性测试方法中使用的弧形探头组合正视图。依托墙角或塔架,在墙角或塔架合适高度处设置一个90度弧形探头组合3,所述90度弧形探头组合3通过微波开关矩阵与目标散射特性测试设备相连接。弧形探头组合3包括一组沿90度弧度均匀分布的微波探头2,微波探头2的数量取决于其波束宽度的大小、探头2距被测装备的距离及测量结果精度要求等。
弧形探头组合3围绕被测装备水平设置,其圆心与被测装备水平面中心点重合,弧形探头组合3端面距被测装备的最近距离满足SAR成像测量的距离要求。弧形探头组合3的弧度为90度,但不限于90度。当弧形探头组合3的弧度为90度时,只需调整被测装备水平姿态4次,即可完成装备整机测试;当弧形探头组合3的弧度小于90度时,则需调整被测装备水平姿态4次以上,方可完成装备整机测试;当弧形探头组合3的弧度为大于90度时,则需调整被测装备水平姿态次数少于4次,即可完成装备整机测试。
弧形探头组合3设计加工完成后,将弧形探头组合3水平固定在库房墙角或塔架上。安装时,要求其垂直向中心与被测装备垂直向中心等高,并确保弧形探头组合3的圆心与被测装备水平面中心点重合。
弧形探头组合3安装调试完成后,将微波探头组合3通过微波开关矩阵与目标散射特性测试设备相连接,目标散射特性测试设备开机,按照测试方案要求完成参数设置。打开射频开始被测装备的第一个90度测试,测控系统控制微波探头组合3顺序接通,目标散射特性测试设备进行数据采集并编号保存,关闭射频;顺时针调整被测装备水平姿态90度,打开射频开始被测装备的第二个90度测试,测控系统控制微波探头组合3顺序接通,目标散射特性测试设备进行数据采集并编号保存,关闭射频;顺时针调整被测装备水平姿态90度,打开射频开始被测装备的第三个90度测试,测控系统控制微波探头组合3顺序接通,目标散射特性测试设备进行数据采集并编号保存,关闭射频;顺时针调整被测装备水平姿态90度,打开射频开始被测装备的第四个90度测试,测控系统控制微波探头组合3顺序接通,目标散射特性测试设备进行数据采集并编号保存,关闭射频;移去被测装备,在被测装备的中心位置放置一定标体,打开射频开始定标体90度测试,测控系统控制微波探头组合3顺序接通,目标散射特性测试设备进行数据采集并编号保存,关闭射频。至此,完成被测装备水平向360度散射特性测试。利用专门的整机散射特性数据处理软件,将得到的数据进行数据处理,再利用目标SAR成像处理算法,即可得到被测目标的整机RCS值。
以上所述仅为本发明的较佳实施例,并不用以限制本发明,凡在本发明的精神和原则之内,所作的任何修改、等同替换、改进等,均应包含在本发明的保护范围之内。
Claims (8)
1.一种狭窄空间内的整机散射特性测试方法,包括:在存放被测装备的库房内,设置具有某一弧度值的弧形探头导轨,所述弧形探头导轨的垂直向中心与所述被测装备垂直向中心等高并且所述弧形探头导轨的圆心与所述被测装备水平面的中心点重合,在所述弧形探头导轨上安装一个可自由移动的微波探头,所述微波探头通过微波开关矩阵与目标散射特性测试设备相连接,所述微波探头的波束指向被测装备并且所述微波探头在测控系统的控制下,能够沿所述弧形探头导轨自由移动,每一次测试时,将被测装备放置好后,将微波探头移动到弧形探头导轨的起始端,打开射频开始测试,测试过程中,所述测控系统控制所述微波探头从起始端移动到终端,所述目标散射特性测试设备进行数据采集并编号保存,关闭射频,随后沿顺时针调整被测装备水平姿态一定角度,重复上述测试步骤,直到完成所述被测装备水平向360度散射特性测试。
2.根据权利要求1所述的一种狭窄空间内的整机散射特性测试方法,所述弧度值为90度。
3.根据权利要求2所述的一种狭窄空间内的整机散射特性测试方法,放置所述被测装备后,将微波探头移动到弧形探头导轨的起始端,打开射频开始第一个90度测试,测试过程中,测控系统控制所述微波探头从起始端移动到终端,目标散射特性测试设备进行数据采集并编号保存,关闭射频;每一次沿顺时针调整被测装备水平姿态90度,重复上述测试步骤,直到完成所述被测装备水平向360度散射特性测试。
4.根据权利要求3所述的一种狭窄空间内的整机散射特性测试方法,移去被测装备,在中心位置放置一定标体,将所述微波探头移回到所述弧形探头导轨的起始端,打开射频开始定标体90度测试,测试过程中,测控系统控制所述微波探头从起始端移动到终端,目标散射特性测试设备进行数据采集并编号保存,关闭射频。
5.一种狭窄空间内的整机散射特性测试方法,在存放被测装备的库房内,包括一个90度弧形探头组合,所述90度弧形探头组合包括一组沿90度弧度均匀分布的微波探头,所述的一组微波探头的垂直向中心与被测装备垂直向中心等高并且所述的一组微波探头的圆心与被测装备水平面中心点重合,所述微波探头通过微波开关矩阵与目标散射特性测试设备相连接,所述微波探头的波束指向被测装备,放置被测装备后,打开射频开始第一个90度测试,测控系统控制微波探头组合顺序接通,目标散射特性测试设备进行数据采集并编号保存,关闭射频;每一次沿顺时针调整被测装备水平姿态90度,重复上述测试步骤,直到完成被测装备水平向360度散射特性测试。
6.根据权利要求5所述的一种狭窄空间内的整机散射特性测试方法,所述微波探头的数量取决于其波束宽度的大小、所述微波探头距所述被测装备的距离及测量结果精度要求。
7.根据权利要求5所述的一种狭窄空间内的整机散射特性测试方法,在测试过程中,调整所述被测目标水平姿态4次,即可测量得到所述被测目标水平向360度范围内的散射特性数据。
8.根据权利要求5所述的一种狭窄空间内的整机散射特性测试方法,移去被测装备,在中心位置放置一定标体,打开射频开始定标体90度测试,测试过程中,测控系统控制微波探头组合顺序接通,目标散射特性测试设备进行数据采集并编号保存,关闭射频。
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GR01 | Patent grant |