CN113281710B - 一种测量雷达散射截面参数暗室定标方法 - Google Patents

一种测量雷达散射截面参数暗室定标方法 Download PDF

Info

Publication number
CN113281710B
CN113281710B CN202110508718.1A CN202110508718A CN113281710B CN 113281710 B CN113281710 B CN 113281710B CN 202110508718 A CN202110508718 A CN 202110508718A CN 113281710 B CN113281710 B CN 113281710B
Authority
CN
China
Prior art keywords
calibration
calibration system
darkroom
scattering cross
transmitting antenna
Prior art date
Legal status (The legal status is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the status listed.)
Active
Application number
CN202110508718.1A
Other languages
English (en)
Other versions
CN113281710A (zh
Inventor
丁孝永
关宏凯
周述勇
贾冒华
Current Assignee (The listed assignees may be inaccurate. Google has not performed a legal analysis and makes no representation or warranty as to the accuracy of the list.)
Beijing Institute of Radio Metrology and Measurement
Original Assignee
Beijing Institute of Radio Metrology and Measurement
Priority date (The priority date is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the date listed.)
Filing date
Publication date
Application filed by Beijing Institute of Radio Metrology and Measurement filed Critical Beijing Institute of Radio Metrology and Measurement
Priority to CN202110508718.1A priority Critical patent/CN113281710B/zh
Publication of CN113281710A publication Critical patent/CN113281710A/zh
Application granted granted Critical
Publication of CN113281710B publication Critical patent/CN113281710B/zh
Active legal-status Critical Current
Anticipated expiration legal-status Critical

Links

Images

Classifications

    • G—PHYSICS
    • G01—MEASURING; TESTING
    • G01S—RADIO DIRECTION-FINDING; RADIO NAVIGATION; DETERMINING DISTANCE OR VELOCITY BY USE OF RADIO WAVES; LOCATING OR PRESENCE-DETECTING BY USE OF THE REFLECTION OR RERADIATION OF RADIO WAVES; ANALOGOUS ARRANGEMENTS USING OTHER WAVES
    • G01S7/00—Details of systems according to groups G01S13/00, G01S15/00, G01S17/00
    • G01S7/02—Details of systems according to groups G01S13/00, G01S15/00, G01S17/00 of systems according to group G01S13/00
    • G01S7/40—Means for monitoring or calibrating
    • G01S7/4052—Means for monitoring or calibrating by simulation of echoes
    • Y—GENERAL TAGGING OF NEW TECHNOLOGICAL DEVELOPMENTS; GENERAL TAGGING OF CROSS-SECTIONAL TECHNOLOGIES SPANNING OVER SEVERAL SECTIONS OF THE IPC; TECHNICAL SUBJECTS COVERED BY FORMER USPC CROSS-REFERENCE ART COLLECTIONS [XRACs] AND DIGESTS
    • Y02—TECHNOLOGIES OR APPLICATIONS FOR MITIGATION OR ADAPTATION AGAINST CLIMATE CHANGE
    • Y02A—TECHNOLOGIES FOR ADAPTATION TO CLIMATE CHANGE
    • Y02A90/00—Technologies having an indirect contribution to adaptation to climate change
    • Y02A90/10—Information and communication technologies [ICT] supporting adaptation to climate change, e.g. for weather forecasting or climate simulation

Landscapes

  • Engineering & Computer Science (AREA)
  • Computer Networks & Wireless Communication (AREA)
  • Physics & Mathematics (AREA)
  • General Physics & Mathematics (AREA)
  • Radar, Positioning & Navigation (AREA)
  • Remote Sensing (AREA)
  • Radar Systems Or Details Thereof (AREA)

Abstract

本发明公开一种测量雷达散射截面参数暗室定标方法，该方法包括：获取A1n—Bn曲线。获取增益记录为Cn，利用矢量网络分析仪(13)记录不同增益下的定标系统接收天线(10)与定标系统发射天线(7)的输入/输出功率比值，记录为A2n。Cn和A2n呈对应关系，即得到Cn—A2n曲线。选取Cn—A2n曲线中A2n与A1n数值相同的多个点，并得到该点增益对应的雷达散射截面参数值，此时，Cn与Bn也呈对应关系，即得到Cn—Bn曲线。

Description

一种测量雷达散射截面参数暗室定标方法
技术领域
本发明涉及雷达参数校准技术领域，尤其涉及一种测量雷达散射截面参数暗室定标方法。
背景技术
雷达散射截面参数是测量雷达一项非常重要的技术指标，该参数的准确性直接影响雷达对被测目标雷达反射能力的判定。其参数测量准确性是评判被测目标雷达反射能力指标的重要依据。通常对有源雷达散射截面校准装置的定标是采用测量定标装置与测试装置之间的距离，利用雷达方程公式进行计算实现的，该方式具有较大的测量和计算误差，存在绝对定标值不准确的问题。
发明内容
本发明的目的在于提供一种测量雷达散射截面参数暗室定标方法，解决背景技术中，雷达散射截面校准装置的定标准确性偏低的问题。
为了实现上述目的，本发明提供如下技术方案：
本发明公开了一种测量雷达散射截面参数暗室定标方法，该方法包括以下步骤：
S1，将不同雷达散射截面Bn的标准反射体依次放置在非金属平台架上，操作矢量网络分析仪产生相对应频段的信号，经过放大器进行放大，并通过定标系统发射天线辐射出去，定标系统接收天线接收标准反射体的反射信号；通过矢量网络分析仪记录定标系统接收天线与定标系统发射天线的输入/输出功率比值，记录为A1n，即得到A1n—Bn曲线；
S2，将标准反射体取下，换成校准装置，校准装置接收天线接收定标系统发射天线辐射的信号后传输至校准装置，校准装置在控制计算机的控制下产生回波信号，并通过校准装置发射天线将回波信号发射定标系统接收天线，通过调整校准装置的增益，增益记录为Cn，矢量网络分析仪记录不同增益下的定标系统接收天线与定标系统发射天线的输入/输出功率比值，记录为A2n；
Cn和A2n呈对应关系，即得到Cn—A2n曲线；
选取Cn—A2n曲线中A2n与A1n数值相同的多个点，并得到该点增益对应的雷达散射截面参数值，此时，Cn与Bn也呈对应关系，即得到Cn—Bn曲线。
与现有技术相比，本发明提供的有益技术效果：
本发明方法采用少数几个典型雷达散射界面参数定标体的暗室内定标，得到定标值相对应的中间量—输入/输出比值，并通过选取相同输入/输出比值，将该典型雷达散射截面参数值与雷达散射截面校准装置的增益值相对应。该方法解决了常规方法直接计算定标值误差较大的问题，提高了校准装置暗室定标得准确性，从而保证了雷达散射截面参数校准的准确性。
附图说明
此处所说明的附图用来提供对本发明的进一步理解，构成本发明的一部分，本发明的示意性实施例及其说明用于解释本发明，并不构成对本发明的不当限定。在附图中：
图1为本发明测量雷达散射截面参数暗室定标装置的结构示意图；
图2为量值传递图。
附图标记：1、暗室；2.标准反射体；3、暗室吸波材料；4、监控系统；5、校准装置；6、校准装置接收天线；7、定标系统发射天线；8、吸波材料；9、校准装置发射天线；10、定标系统接收天线；11、放大器；12、控制计算机；13、矢量网络分析仪。
具体实施方式
为了使本发明所要解决的技术问题、技术方案及有益效果更加清楚明白，以下结合附图及实施例，对本发明进行进一步详细说明。应当理解，此处所描述的具体实施例仅仅用以解释本发明，并不用于限定本发明。
如图1所示，本实施例中公开了一种测量雷达散射截面参数暗室定标装置，包括暗室1，暗室1中设置有标准反射体2、校准系统和定标系统。在暗室1尽可能的铺设暗室吸波材料3，通过监控系统4观察暗室1的测试状态。
校准系统包括与控制计算机12电性连接的校准装置5，校准装置5上设置有校准装置接收天线6和校准装置发射天线9。校准装置接收天线6和校准装置发射天线9与校准装置5通过导线电性连接。
定标系统包括均与矢量网络分析仪13电性连接的定标系统发射天线7和定标系统接收天线10，定标系统发射天线7与矢量网络分析仪13之间的连接导线上设置有放大器11。为避免定标系统发射天线7和定标系统接收天线10互相影响，在定标系统发射天线7和定标系统接收天线10之间设置有间隔吸波材料8。
在暗室1中，标准反射体2、校准装置5、定标系统发射天线7和定标系统接收天线10分别放置在非金属台架上。
本实施例中还公开了一种测量雷达散射截面参数暗室定标方法，其采用的原理为：在暗室中，校准装置在距离定标系统一定距离处，将接收到的雷达信号经延时、放大后转发回定标系统，定标系统得到此时输入/输出比值与在校准装置距离相同处放置标准反射体得到的相同的输入/输出比值相对应，从而确定校准装置的等效雷达散射截面数值，作为校准装置的标校真值完成定标。
校准装置等效雷达散射截面参数可表示为：
Figure GDA0004070291480000031
式中：σ0：校准源等效雷达散射截面参数，m2；
Gt0：校准装置发射天线增益，dB；
Gr0：校准装置接收天线增益，dB；
GE0：校准装置放大器增益，dB；
λ：被校准雷达波长，m；
LP0：校准装置损耗，dB；
Pt0：校准装置发射功率，W；
Pr0：校准装置接收功率，W。
由上述公式可以看出，校准装置的等效雷达散射截面参数值只与校准装置的接收天线增益、发射天线增益、放大器增益及工作波长等参数有关，当校准装置的位置固定且其增益恒定时，其等效雷达散射截面参数就为恒定值，这就是校准装置的校准原理。
只要保证校准装置的增益保持恒定，即可使得其等效雷达散射截面参数为恒定值，无需对校准装置内部所有参数分别定标，只需对其输入输出功率进行功率标定即可完成对校准装置的溯源。
由上述公式可知，连续波测量雷达散射截面参数现场校准装置对于雷达散射截面指标模拟不确定度主要取决于其含天线的系统增益，可以采用由微波暗室、标准矢量网络分析仪、放大器、收发天线组成的定标系统对多点动态增益指标进行精确相对量定标，再用标准体(龙伯球)进行绝对量定标。量值传递过程如图2所示。
本方法包括以下步骤：
S1，将不同雷达散射截面Bn的标准反射体2依次放置在非金属平台架上，操作矢量网络分析仪13产生相对应频段的信号，经过放大器11进行放大，并通过定标系统发射天线7辐射出去，定标系统接收天线10接收标准反射体2的反射信号；通过矢量网络分析仪13记录定标系统接收天线10与定标系统发射天线7的输入/输出功率比值，记录为A1n，即得到A1n—Bn曲线。
S2，将标准反射体2取下，换成校准装置5，校准装置接收天线6接收定标系统发射天线7辐射的信号后传输至校准装置5，校准装置5在控制计算机12的控制下产生回波信号，并通过校准装置发射天线9将回波信号发射定标系统接收天线10，通过调整校准装置5的增益，增益记录为Cn，矢量网络分析仪13记录不同增益下的定标系统接收天线10与定标系统发射天线7的输入/输出功率比值，记录为A2n；Cn和A2n呈对应关系，即得到Cn—A2n曲线。
选取Cn—A2n曲线中A2n与A1n数值相同的多个点，并得到该点增益对应的雷达散射截面参数值，此时，Cn与Bn也呈对应关系，即得到Cn—Bn曲线。
本发明方法采用少数几个典型雷达散射界面参数定标体的暗室内定标，得到定标值相对应的中间量—输入/输出比值，并通过选取相同输入/输出比值，将该典型雷达散射截面参数值与雷达散射截面校准装置的增益值相对应。该方法解决了常规方法直接计算定标值误差较大的问题，提高了校准装置暗室定标得准确性，从而保证了雷达散射截面参数校准的准确性。
以上所述，仅为本发明的具体实施方式，但本发明的保护范围并不局限于此，任何熟悉本技术领域的技术人员在本发明揭露的技术范围内，可轻易想到变化或替换，都应涵盖在本发明的保护范围之内。因此，本发明的保护范围应以所述权利要求的保护范围为准。

Claims (5)

1.一种测量雷达散射截面参数暗室定标方法，测量雷达散射截面参数暗室定标方法应用测量雷达散射截面参数暗室定标装置，所述测量雷达散射截面参数暗室定标装置包括暗室(1)，所述暗室(1)中设置有标准反射体(2)、校准系统和定标系统；所述校准系统包括与控制计算机(12)电性连接的校准装置(5)，所述校准装置(5)上设置有校准装置接收天线(6)和校准装置发射天线(9)；所述定标系统包括均与矢量网络分析仪(13)电性连接的定标系统发射天线(7)和定标系统接收天线(10)，所述定标系统发射天线(7)与所述矢量网络分析仪(13)之间的连接导线上设置有放大器(11)；其特征在于，该方法包括以下步骤：
S1，将不同雷达散射截面Bn的标准反射体(2)依次放置在非金属平台架上，操作矢量网络分析仪(13)产生相对应频段的信号，经过放大器(11)进行放大，并通过定标系统发射天线(7)辐射出去，定标系统接收天线(10)接收标准反射体(2)的反射信号；通过矢量网络分析仪(13)记录定标系统接收天线(10)与定标系统发射天线(7)的输入/输出功率比值，记录为A1n，即得到A1n—Bn曲线；
S2，将标准反射体(2)取下，换成校准装置(5)，校准装置接收天线(6)接收定标系统发射天线(7)辐射的信号后传输至校准装置(5)，校准装置(5)在控制计算机(12)的控制下产生回波信号，并通过校准装置发射天线(9)将回波信号发射至定标系统接收天线(10)，通过调整校准装置(5)的增益，增益记录为Cn，矢量网络分析仪(13)记录不同增益下的定标系统接收天线(10)与定标系统发射天线(7)的输入/输出功率比值，记录为A2n；
Cn和A2n呈对应关系，即得到Cn—A2n曲线；
选取Cn—A2n曲线中A2n与A1n数值相同的多个点，并得到该点增益对应的雷达散射截面参数值，此时，Cn与Bn也呈对应关系，即得到Cn—Bn曲线。
2.根据权利要求1所述的测量雷达散射截面参数暗室定标方法，其特征在于，所述暗室(1)内铺设有暗室吸波材料(3)。
3.根据权利要求1所述的测量雷达散射截面参数暗室定标方法，其特征在于，所述暗室(1)中设置有监控系统(4)。
4.根据权利要求1所述的测量雷达散射截面参数暗室定标方法，其特征在于，所述标准反射体(2)、校准装置(5)、定标系统发射天线(7)和定标系统接收天线(10)分别放置在非金属台架上。
5.根据权利要求1所述的测量雷达散射截面参数暗室定标方法，其特征在于，所述定标系统发射天线(7)和定标系统接收天线(10)之间设置有间隔吸波材料(8)。
CN202110508718.1A 2021-05-11 2021-05-11 一种测量雷达散射截面参数暗室定标方法 Active CN113281710B (zh)

Priority Applications (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
CN202110508718.1A CN113281710B (zh) 2021-05-11 2021-05-11 一种测量雷达散射截面参数暗室定标方法

Applications Claiming Priority (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
CN202110508718.1A CN113281710B (zh) 2021-05-11 2021-05-11 一种测量雷达散射截面参数暗室定标方法

Publications (2)

Publication Number Publication Date
CN113281710A CN113281710A (zh) 2021-08-20
CN113281710B true CN113281710B (zh) 2023-04-11

Family

ID=77278458

Family Applications (1)

Application Number Title Priority Date Filing Date
CN202110508718.1A Active CN113281710B (zh) 2021-05-11 2021-05-11 一种测量雷达散射截面参数暗室定标方法

Country Status (1)

Country Link
CN (1) CN113281710B (zh)

Families Citing this family (1)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
CN114114177B (zh) * 2021-11-19 2022-11-08 中国科学院空天信息创新研究院 一种雷达系统内定标测试方法、装置及存储介质

Citations (8)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
RU2011152402A (ru) * 2011-12-21 2013-06-27 Федеральное государственное военное образовательное учреждение высшего профессионального образования "Военный авиационный инженерный университет" (г. Воронеж) Министерства обороны Российской Федерации Способ измерения эффективной поверхности рассеяния крупногабаритных массивных объектов в безэховой камере
DE102014110079B3 (de) * 2014-07-17 2015-07-09 Deutsches Zentrum für Luft- und Raumfahrt e.V. Verfahren zur absoluten radiometrischen Kalibrierung des Radarrückstreuquerschnitts von Radarzielen
CN106443611A (zh) * 2015-11-11 2017-02-22 北京航空航天大学 一种弱散射目标的rcs测量方法
CN108414996A (zh) * 2018-03-15 2018-08-17 北京环境特性研究所 用于电磁散射特性测量的有源定标设备
CN109342833A (zh) * 2018-09-26 2019-02-15 北京无线电计量测试研究所 一种校准装置
CN111551904A (zh) * 2020-04-03 2020-08-18 北京无线电计量测试研究所 一种测量雷达散射截面参数现场校准方法及装置
CN111665399A (zh) * 2020-06-17 2020-09-15 中山香山微波科技有限公司 雷达散射截面测试系统及雷达散射截面检测方法
CN112558001A (zh) * 2020-12-18 2021-03-26 北京无线电计量测试研究所 一种脉冲高功率现场校准装置和方法

Patent Citations (8)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
RU2011152402A (ru) * 2011-12-21 2013-06-27 Федеральное государственное военное образовательное учреждение высшего профессионального образования "Военный авиационный инженерный университет" (г. Воронеж) Министерства обороны Российской Федерации Способ измерения эффективной поверхности рассеяния крупногабаритных массивных объектов в безэховой камере
DE102014110079B3 (de) * 2014-07-17 2015-07-09 Deutsches Zentrum für Luft- und Raumfahrt e.V. Verfahren zur absoluten radiometrischen Kalibrierung des Radarrückstreuquerschnitts von Radarzielen
CN106443611A (zh) * 2015-11-11 2017-02-22 北京航空航天大学 一种弱散射目标的rcs测量方法
CN108414996A (zh) * 2018-03-15 2018-08-17 北京环境特性研究所 用于电磁散射特性测量的有源定标设备
CN109342833A (zh) * 2018-09-26 2019-02-15 北京无线电计量测试研究所 一种校准装置
CN111551904A (zh) * 2020-04-03 2020-08-18 北京无线电计量测试研究所 一种测量雷达散射截面参数现场校准方法及装置
CN111665399A (zh) * 2020-06-17 2020-09-15 中山香山微波科技有限公司 雷达散射截面测试系统及雷达散射截面检测方法
CN112558001A (zh) * 2020-12-18 2021-03-26 北京无线电计量测试研究所 一种脉冲高功率现场校准装置和方法

Non-Patent Citations (2)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Title
一种测量雷达散射截面参数现场校准方法;丁孝永 等;《宇航计测技术》;20190228;第39卷(第1期);52-56 *
雷达目标散射截面动态测量方法研究;李玉书;《优秀硕士学位论文全文库》;20041231;27-30 *

Also Published As

Publication number Publication date
CN113281710A (zh) 2021-08-20

Similar Documents

Publication Publication Date Title
CN101520482B (zh) 一种提高测试精度的电磁辐射敏感测试方法
WO2022095510A1 (zh) 阵列天线的校准方法、装置及存储介质
CN205608094U (zh) 一种半电波暗室场均匀性测试装置
CN109669075B (zh) 基于开口矩形波导的介质复介电常数无损反射测量方法
KR101939757B1 (ko) 안테나 성능 측정 시스템
CN110031809B (zh) 一种雷达多接收通道幅相一致性标校方法和可读存储介质
CN110018361B (zh) 一种相控阵天线增益噪声温度比值测量方法及系统
WO2020000870A1 (zh) 一种电磁辐射检测系统及检测方法
CN110186546A (zh) 基于粉红噪声的水听器灵敏度自由场宽带校准方法
CN113281710B (zh) 一种测量雷达散射截面参数暗室定标方法
CN109557043B (zh) 一种使用太赫兹电磁波检测物体的电磁特性的系统及方法
CN102608434B (zh) 一种毫米波黑体散射系数的测量方法
CN102798778A (zh) 内场天线测量系统信号传递环节建模方法
CN112859023B (zh) 一种相控阵天气雷达的标定系统
CN112834023B (zh) 一种基于近场变换的空间辐射声场获取方法
CN112558001B (zh) 一种脉冲高功率现场校准装置和方法
CN109839627A (zh) 一种水池条件下声呐探测距离量值计量校准系统及方法
US10848252B1 (en) Method and system for near-field reconstruction in indirect far-field systems
CN113670433B (zh) 一种能提高水听器阵列阵元在线灵敏度测量精度的方法
CN112730983B (zh) 一种漏泄同轴电缆的测试方法
CN109104254A (zh) 天线近场测试方法及装置
CN115165125A (zh) 一种近红外线光斑检测装置和方法
CN113655454A (zh) 基于毫米波雷达的太赫兹测云雷达反射率因子标校方法
CN115913421A (zh) 射频指标测量方法、装置、系统、电子设备及存储介质
CN110441745B (zh) 一种基于宽带雷达俯视测量目标rcs的方法和系统

Legal Events

Date Code Title Description
PB01 Publication
PB01 Publication
SE01 Entry into force of request for substantive examination
SE01 Entry into force of request for substantive examination
GR01 Patent grant
GR01 Patent grant