CN114137506A - 一种双站rcs测量方法 - Google Patents

Abstract

本申请涉及雷达探测技术领域，尤其涉及一种双站RCS测量方法。该测量方法应用于双站RCS测量系统，包括：发射站、接收站、信号源、第一接收机、第二接收机、第一链路、第二链路和第三链路；其中，第一链路包括第一ROF模块、功率放大器、定向耦合器和发射天线，用于传输测量信号；第二链路包括第二ROF模块，用于传输参考信号；第三链路包括接收天线和低噪声放大器，用于传输回波信号；测量方法包括：连接双站RCS测量系统中的各设备；利用标准体对双站RCS测量系统进行校准，得到校准后的双站RCS测量系统；利用校准后的双站RCS测量系统进行目标的双站RCS测量。本申请提供的双站RCS测量方法能够降低长距离信号传输引起的功率损耗，传输距离长，测量系统简单。

Description

一种双站RCS测量方法

技术领域

本申请涉及雷达探测技术领域，特别涉及一种双站RCS测量方法。

背景技术

雷达散射截面(RCS)是雷达目标的重要特征，在实际军事应用中，绝大多数隐身目标往往是单站隐身，即目标在雷达波入射方向上反射的雷达波非常弱，从而达到无法被雷达探测的隐身效果；但是大部分隐身目标在其余方向上往往达不到隐身效果，因此，双站RCS测量对于隐身和反隐身研究是非常必要的。

传统双站RCS测量系统中，信号发射系统往往位于发射天线附近，接收天线往往位于可移动改变站角的扫描架上，信号的接收系统与信号源之间存在较长的距离。因此，射频信号在线缆中传输时会产生较强的损耗，且损耗值随线缆长度线性增大，从而极大的压缩系统的测试能力，导致现有测量系统无法实现信号的长距离接收。

因此，目前亟待需要一种适用于长距离的双站RCS测量系统来解决上述问题。

发明内容

本申请提供了一种双站RCS测量方法，够降低长距离信号传输引起的功率损耗，使用该方法搭建的RCS测量系统结构简单，传输距离长。

本申请实施例提供了一种双站RCS测量方法，应用于双站RCS测量系统，所述双站RCS测量系统包括：发射站、接收站、信号源、第一接收机、第二接收机、第一链路、第二链路和第三链路；其中，所述第一链路包括第一ROF模块、功率放大器、定向耦合器和发射天线，用于传输测量信号；所述第二链路包括第二ROF模块，用于传输参考信号；所述第三链路包括接收天线和低噪声放大器，用于传输回波信号；所述测量方法包括：

连接所述双站RCS测量系统中的各设备；

利用标准体对所述双站RCS测量系统进行校准，得到校准后的双站RCS测量系统；

利用所述校准后的双站RCS测量系统进行目标的双站RCS测量。

在一种可能的设计中，所述第一ROF模块包括第一射频/光转换器和第一光/射频转换器；所述第二ROF模块包括第二射频/光转换器和第二光/射频转换器；

所述第一射频/光转换器和所述第二射频/光转换器用于将射频信号转换为光信号，所述光信号通过光纤传输，以降低传输过程中的功率损耗；

所述第一光/射频转换器和所述第二光/射频转换器用于将光信号转换为射频信号，以将射频信号接入所述功率放大器的输入端或所述第一接收机。

在一种可能的设计中，所述第二接收机安装在所述接收站一侧，以缩短所述第三链路的传输距离，降低传输过程中的功率损耗。

在一种可能的设计中，所述连接所述双站RCS测量系统中的各设备之前，还包括：

调整并确定所述接收站与所述发射站之间的双站夹角关系。

在一种可能的设计中，所述连接所述双站RCS测量系统中的各设备，包括：

连通所述第一链路；将所述信号源产生的测量信号接至所述第一ROF模块的输入端，所述第一ROF模块的输出端接至所述功率放大器的输入端，以增大测量信号的功率；所述功率放大器的输出端接至所述定向耦合器的入口端，所述定向耦合器的第一输出端接至所述发射天线，以将所述信号源产生的测量信号通过所述发射天线发射至待测目标；

连通所述第二链路；将所述定向耦合器的第二输出端接至所述第二ROF模块的输入端，所述第二ROF模块的输出端接至所述第一接收机，以将参考信号传输至所述第一接收机，所述测量信号和所述参考信号具有时间同步性和相参性，测量所述参考信号有利于去除所述第一链路中功率的漂移；

连通所述第三链路；将所述接收天线接至所述低噪声放大器的输入端，所述低噪声放大器的输出端接至所述第二接收机，以将目标产生的回波信号传输至所述第二接收机。

在一种可能的设计中，所述使用标准体对所述双站RCS测量系统进行校准之前，还包括：

开启所述双站RCS测量系统中的各设备，对所述各设备进行预热。

在一种可能的设计中，所述使用标准体对所述双站RCS测量系统进行校准，包括：

将所述信号源产生的测量信号接至所述第一ROF模块，所述测量信号经所述第一ROF模块转换和传输后接至所述功率放大器，对所述测量信号的功率进行放大；

将所述放大功率后的测量信号接至所述定向耦合器；

将所述定向耦合器第一输出端的测量信号接至所述发射天线，通过所述发射天线将所述测量信号发射至所述标准体；

将所述定向耦合器第二输出端的参考信号接至所述第二ROF模块，所述参考信号经所述第二ROF模块转换和传输后接至所述第一接收机，用于去除所述第一链路中的功率漂移；

利用所述接收天线接收所述标准体产生的回波信号，所述回波信号经所述低噪声放大器放大后接至所述第二接收机；

对所述第一接收机和所述第二接收机获取的回波信号进行采集和存储，并进行对消、和时域软件门处理，获得所述标准体的实测值；

根据所述标准体的理论值和所述标准体的实测值对所述双站RCS测量系统进行校准，得到校准后的双站RCS测量系统。

在一种可能的设计中，所述利用所述校准后的双站RCS测量系统进行目标的双站RCS测量，包括：

将所述信号源产生的测量信号接至所述第一ROF模块，所述测量信号经所述第一ROF模块转换和传输后接至所述功率放大器，对所述测量信号的功率进行放大；

将所述放大功率后的测量信号接至所述定向耦合器；

将所述定向耦合器第一输出端的测量信号接至所述发射天线，通过所述发射天线将所述测量信号发射至待测目标；

将所述定向耦合器第二输出端的参考信号接至所述第二ROF模块，所述参考信号经所述第二ROF模块转换和传输后接至所述第一接收机；

利用所述接收天线接收所述待测目标产生的回波信号，所述回波信号经所述低噪声放大器放大后接至所述第二接收机；

对所述第一接收机和所述第二接收机获取的回波信号进行采集和存储，并进行对消、和时域软件门处理，获得所述待测目标的RCS值。

采用上述技术方案，本发明所述的一种双站RCS测量方法，具有如下有益效果：

1)本发明通过引入第一ROF模块和第二ROF模块，可以将射频信号转换为光信号，使光信号在光纤中传输，能够降低测量信号在长距离传输过程中的功率损耗，传输距离长，无中继传输距离可达1500米；

2)本发明采用光纤传输测量信号，由于功率损耗低，无需在测试链路中使用多级放大器，测量系统简单。

附图说明

为了更清楚地说明本发明实施例或现有技术中的技术方案，下面将对实施例或现有技术描述中所需要使用的附图作简单地介绍，显而易见地，下面描述中的附图是本发明的一些实施例，对于本领域普通技术人员来讲，在不付出创造性劳动的前提下，还可以根据这些附图获得其他的附图。

图1是本发明实施例提供的双站RCS测量方法示意图；

图2是本发明实施例提供的双站RCS测量系统示意图。

此处的附图被并入说明书中并构成本说明书的一部分，示出了符合本申请的实施例，并与说明书一起用于解释本申请的原理。

具体实施方式

以下结合附图及实施例，对本申请进行详细说明。应当理解，此处所描述的具体实施例仅仅用以解释本申请，并不用于限定本申请。

在本申请实施例的描述中，除非另有明确的规定和限定，术语“第一”、“第二”仅用于描述的目的，而不能理解为指示或暗示相对重要性；除非另有规定或说明，术语“多个”是指两个或两个以上；术语“连接”、“固定”等均应做广义理解，例如，“连接”可以是固定连接，也可以是可拆卸连接，或一体地连接，或电连接；可以是直接相连，也可以通过中间媒介间接相连。对于本领域的普通技术人员而言，可以根据具体情况理解上述术语在本申请中的具体含义。

本说明书的描述中，需要理解的是，本申请实施例所描述的“上”、“下”等方位词是以附图所示的角度来进行描述的，不应理解为对本申请实施例的限定。此外，在上下文中，还需要理解的是，当提到一个元件连接在另一个元件“上”或者“下”时，其不仅能够直接连接在另一个元件“上”或者“下”，也可以通过中间元件间接连接在另一个元件“上”或者“下”。

相关技术中，为了减小射频信号长距离传输引起的功率损耗，通常使用多级放大器，在第三链路上对射频信号进行放大和均衡。但使用该方法搭建的测量系统过于复杂，一般传输距离不能超过50米，因此，该方法不适用于长距离双站RCS测量系统。

为了解决该技术问题，可以考虑在传输线路中使用ROF技术，将射频信号转换为光信号，使用光纤进行信号传输，以降低长距离线缆传输引起的功率损耗。

如图1所示，本发明实施例提供了一种双站RCS测量方法，该方法应用于双站RCS测量系统中。

如图2所示，该双站RCS测量系统包括：发射站、接收站、信号源、第一接收机、第二接收机、第一链路、第二链路和第三链路；其中，第一链路包括第一ROF模块、功率放大器、定向耦合器和发射天线，用于传输测量信号；第二链路包括第二ROF模块，用于传输参考信号；第三链路包括接收天线和低噪声放大器，用于传输回波信号；

该方法包括如下步骤：

步骤100：连接双站RCS测量系统中的各设备；

步骤102：利用标准体对双站RCS测量系统进行校准，得到校准后的双站RCS测量系统；

步骤104：利用校准后的双站RCS测量系统进行目标的双站RCS测量。

在该实施例中，通过引入第一ROF模块和第二ROF模块，可以将射频信号转换为光信号，使光信号在光纤中传输，一方面可以降低测量信号在长距离传输过程中的功率损耗，增加传输距离长；另一方面无需在测试链路中使用多级放大器，测量系统简单。

需要说明的是，信号源为任意可以产生测量信号的设备，例如信号源可以是集成了双路接收机的矢量网络分析仪，从而兼具发射信号和接收测量数据的功能，本申请不对信号源做具体限定。另外，本申请的RCS测试方法适用于任何各个频段的测量信号，尤其适用于0.5～40GHZ频段内的测量信号。

在一些实施方式中，如图2所示，第一ROF模块包括第一射频/光转换器和第一光/射频转换器；第二ROF模块包括第二射频/光转换器和第二光/射频转换器；

第一射频/光转换器和第二射频/光转换器用于将射频信号转换为光信号，光信号通过光纤传输，以降低传输过程中的功率损耗；

第一光/射频转换器和第二光/射频转换器用于将光信号转换为射频信号，以将射频信号接入功率放大器的输入端或第一接收机。

在该实施例中，通过使用ROF(radio-over-fiber)技术，将射频信号转为光信号，通过光纤传输，接收端再将光信号转换成射频信号，具有传输距离长、传输信号功率损耗小的优点。

在一些实施方式中，第二接收机安装在接收站一侧，以缩短第三链路的传输距离，降低传输过程中的功率损耗。

在该实施例中，为了方便改变接收天线的站角，将接收天线布置在可移动改变站角的扫描架上，而为了便于操作，信号源、第一接收机和第二接收机放置于地面上，因此，接收天线和第二接收机之间存在较大的高度差，该高度差会导致传输线缆的弯折。但是，当采用射频信号传输时，射频线缆的弯折不会影响测量信号的稳定性，而当采用光纤传输时，光纤的弯折会影响测量相位的稳定性。因此，本实施例将第二接收机安装在接收站一侧，以缩短第三链路的传输距离，在该链路中，使用射频线缆连接接收天线和低噪声放大器，然后将测量信号接入第二接收机即可，链路简单、测量精度高。另外，为便于集中操作和管理，将信号源、第一接收机也布置于接收站一侧，虽然第一链路和第二链路的传输距离较长，但是可以采用ROF技术，从而降低传输过程中的功率损耗。

在执行步骤100之前，在一些实施方式中，还包括：

调整并确定接收站与发射站之间的双站夹角关系。

在该实施例中，可以将双站夹角调整至预设的角度，从而测量待测目标各个方位的散射状况。用户可以根据实际测试需要设定双站的夹角，例如可以取30°～100°，本申请不做具体限定。

针对步骤100，在一些实施方式中，包括：

连通第一链路；将信号源产生的测量信号接至第一ROF模块的输入端，第一ROF模块的输出端接至功率放大器的输入端，以增大测量信号的功率；功率放大器的输出端接至定向耦合器的入口端，定向耦合器的第一输出端接至发射天线，以将信号源产生的测量信号通过发射天线发射至待测目标；

连通第二链路；将定向耦合器的第二输出端接至第二ROF模块的输入端，第二ROF模块的输出端接至第一接收机，以将参考信号传输至第一接收机，测量信号和参考信号具有时间同步性和相参性，测量参考信号有利于去除第一链路中功率的漂移；

连通第三链路；将接收天线接至低噪声放大器的输入端，低噪声放大器的输出端接至第二接收机，以将目标产生的回波信号传输至第二接收机。

在该实施例中，完成设备布局之后，使用射频线缆或光纤正确连接各设备的接口，能够保证测试系统的稳定性。

在执行步骤102之前，在一些实施方式中，还包括：开启双站RCS测量系统中的各设备，对各设备进行预热，以避免突然开机对设备造成损坏和影响测量结果的精度。

针对步骤102，在一些实施方式中，包括：

将信号源产生的测量信号接至第一ROF模块，测量信号经第一ROF模块转换和传输后接至功率放大器，对测量信号的功率进行放大；

将放大功率后的测量信号接至定向耦合器；

将定向耦合器第一输出端的测量信号接至发射天线，通过发射天线将测量信号发射至标准体；

将定向耦合器第二输出端的参考信号接至第二ROF模块，参考信号经第二ROF模块转换和传输后接至第一接收机，以去除功率放大器之前系统的功率漂移；

利用接收天线接收标准体产生的回波信号，回波信号经低噪声放大器放大后接至第二接收机；

对第一接收机和第二接收机获取的回波信号进行采集和存储，并进行对消、和时域软件门处理，获得标准体的实测值；

根据标准体的理论值和标准体的实测值对双站RCS测量系统进行校准，得到校准后的双站RCS测量系统。

在该实施例中，使用标准体对双站RCS测量系统进行校准，能够消除系统误差和路径误差，从而提高测量系统的精度。

针对步骤104，在一些实施方式中，包括：

将信号源产生的测量信号接至第一ROF模块，测量信号经第一ROF模块转换和传输后接至功率放大器，对测量信号的功率进行放大；

将放大功率后的测量信号接至定向耦合器；

将定向耦合器第一输出端的测量信号接至发射天线，通过发射天线将测量信号发射至待测目标；

将定向耦合器第二输出端的参考信号接至第二ROF模块，参考信号经第二ROF模块转换和传输后接至第一接收机；

利用接收天线接收待测目标产生的回波信号，回波信号经低噪声放大器放大后接至第二接收机；

对第一接收机和第二接收机获取的回波信号进行采集和存储，并进行对消、和时域软件门处理，获得待测目标的RCS值。

在该实施例中，在校准后的双站RCS测量系统中使用ROF技术进行信号传输，能够降低测量信号在长距离传输过程中的功率损耗，传输距离可达1500米，测量将精度高。

需要说明的是，在本文中，诸如第一和第二之类的关系术语仅仅用来将一个实体或者操作与另一个实体或操作区分开来，而不一定要求或者暗示这些实体或操作之间存在任何这种实际的关系或者顺序。而且，术语“包括”、“包含”或者其任何其他变体意在涵盖非排他性的包含，从而使得包括一系列要素的过程、方法、物品或者设备不仅包括那些要素，而且还包括没有明确列出的其他要素，或者是还包括为这种过程、方法、物品或者设备所固有的要素。在没有更多限制的情况下，由语句“包括一个…”限定的要素，并不排除在包括所述要素的过程、方法、物品或者设备中还存在另外的相同因素。

最后应说明的是：以上实施例仅用以说明本发明的技术方案，而非对其限制；尽管参照前述实施例对本发明进行了详细的说明，本领域的普通技术人员应当理解：其依然可以对前述各实施例所记载的技术方案进行修改，或者对其中部分技术特征进行等同替换；而这些修改或者替换，并不使相应技术方案的本质脱离本发明各实施例技术方案的精神和范围。

Claims (8)

1.一种双站RCS测量方法，其特征在于，应用于双站RCS测量系统，所述双站RCS测量系统包括：发射站、接收站、信号源、第一接收机、第二接收机、第一链路、第二链路和第三链路；其中，所述第一链路包括第一ROF模块、功率放大器、定向耦合器和发射天线，用于传输测量信号；所述第二链路包括第二ROF模块，用于传输参考信号；所述第三链路包括接收天线和低噪声放大器，用于传输回波信号；所述测量方法包括：

连接所述双站RCS测量系统中的各设备；

利用标准体对所述双站RCS测量系统进行校准，得到校准后的双站RCS测量系统；

利用所述校准后的双站RCS测量系统进行目标的双站RCS测量。

2.根据权利要求1所述的测量方法，其特征在于，所述第一ROF模块包括第一射频/光转换器和第一光/射频转换器；所述第二ROF模块包括第二射频/光转换器和第二光/射频转换器；

所述第一射频/光转换器和所述第二射频/光转换器用于将射频信号转换为光信号，所述光信号通过光纤传输，以降低传输过程中的功率损耗；

所述第一光/射频转换器和所述第二光/射频转换器用于将光信号转换为射频信号，以将射频信号接入所述功率放大器的输入端或所述第一接收机。

3.根据权利要求1所述的测量方法，其特征在于，所述第二接收机安装在所述接收站一侧，以缩短所述第三链路的传输距离，降低传输过程中的功率损耗。

4.根据权利要求1所述的测量方法，其特征在于，所述连接所述双站RCS测量系统中的各设备之前，还包括：

调整并确定所述接收站与所述发射站之间的双站夹角关系。

5.根据权利要求1所述的测量方法，其特征在于，所述连接所述双站RCS测量系统中的各设备，包括：

连通所述第一链路；将所述信号源产生的测量信号接至所述第一ROF模块的输入端，所述第一ROF模块的输出端接至所述功率放大器的输入端，以增大测量信号的功率；所述功率放大器的输出端接至所述定向耦合器的入口端，所述定向耦合器的第一输出端接至所述发射天线，以将所述信号源产生的测量信号通过所述发射天线发射至待测目标；

连通所述第二链路；将所述定向耦合器的第二输出端接至所述第二ROF模块的输入端，所述第二ROF模块的输出端接至所述第一接收机，以将参考信号传输至所述第一接收机，所述测量信号和所述参考信号具有时间同步性和相参性，测量所述参考信号以去除所述第一链路中功率的漂移；

连通所述第三链路；将所述接收天线接至所述低噪声放大器的输入端，所述低噪声放大器的输出端接至所述第二接收机，以将目标产生的回波信号传输至所述第二接收机。

6.根据权利要求5所述的测量方法，其特征在于，所述使用标准体对所述双站RCS测量系统进行校准之前，还包括：

开启所述双站RCS测量系统中的各设备，对所述各设备进行预热。

7.根据权利要求6所述的测量方法，其特征在于，所述使用标准体对所述双站RCS测量系统进行校准，包括：

将所述信号源产生的测量信号接至所述第一ROF模块，所述测量信号经所述第一ROF模块转换和传输后接至所述功率放大器，对所述测量信号的功率进行放大；

将所述放大功率后的测量信号接至所述定向耦合器；

将所述定向耦合器第一输出端的测量信号接至所述发射天线，通过所述发射天线将所述测量信号发射至所述标准体；

将所述定向耦合器第二输出端的参考信号接至所述第二ROF模块，所述参考信号经所述第二ROF模块转换和传输后接至所述第一接收机；

利用所述接收天线接收所述标准体产生的回波信号，所述回波信号经所述低噪声放大器放大后接至所述第二接收机；

对所述第一接收机和所述第二接收机获取的回波信号进行采集和存储，并进行对消、和时域软件门处理，获得所述标准体的实测值；

根据所述标准体的理论值和所述标准体的实测值对所述双站RCS测量系统进行校准，得到校准后的双站RCS测量系统。

8.根据权利要求1所述的测量方法，其特征在于，所述利用所述校准后的双站RCS测量系统进行目标的双站RCS测量，包括：

将所述信号源产生的测量信号接至所述第一ROF模块，所述测量信号经所述第一ROF模块转换和传输后接至所述功率放大器，对所述测量信号的功率进行放大；

将所述放大功率后的测量信号接至所述定向耦合器；

将所述定向耦合器第一输出端的测量信号接至所述发射天线，通过所述发射天线将所述测量信号发射至待测目标；

将所述定向耦合器第二输出端的参考信号接至所述第二ROF模块，所述参考信号经所述第二ROF模块转换和传输后接至所述第一接收机；

利用所述接收天线接收所述待测目标产生的回波信号，所述回波信号经所述低噪声放大器放大后接至所述第二接收机；

对所述第一接收机和所述第二接收机获取的回波信号进行采集和存储，并进行对消、和时域软件门处理，获得所述待测目标的RCS值。

Images