CN114597670B - 一种基于反射面控制的宽带rcs可调龙勃透镜散射体 - Google Patents
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Abstract
本发明公开了一种基于反射面控制的宽带RCS可调龙勃透镜散射体，涉及天线技术领域，由龙勃透镜、金属反射面、机械控制装置和控制系统四个模块构成，控制系统根据预设RCS产生控制信号，机械控制装置根据控制信号旋转金属反射面，通过改变金属反射面在龙勃透镜表面的覆盖范围，从而实现散射体RCS的动态调节，实现便于集成化和批量化生产的特性，提高对于实际空袭武器RCS的模拟能力；本发明提供的一种基于反射面控制的宽带RCS可调龙勃透镜散射体，用于靶机任意RCS的动态调控，也适用于各类需调控RCS的场合。
Description
技术领域
本发明涉及天线技术领域，特别涉及一种基于反射面控制的宽带RCS可调龙勃透镜散射体。
背景技术
雷达散射截面积(RadarCross section，简称RCS)是武器装备的一种属性。为了模拟真实空袭武器的RCS，通常在靶机上加载角反射器和龙勃透镜反射器等装置。龙勃透镜反射器具有将电磁波聚集并以高增益反射出去的能力，可大幅度提高RCS。但是，传统基于龙勃透镜反射器实现的RCS增强往往是静态的、不可变的，难以模拟实际空袭武器的RCS和动态的作战过程。因此，设计一款能够动态调控目标RCS特性的装置对于模拟复杂多样的空袭武器是十分重要的，同时也要适用于各类需调控RCS的场合。
发明内容
本发明的目的在于提供一种基于反射面控制的宽带RCS可调龙勃透镜散射体，用于靶机任意RCS的动态调控，也适用于各类需调控RCS的场合。
本发明提供了一种基于反射面控制的宽带RCS可调龙勃透镜散射体，包括：
龙勃透镜，将入射的电磁波汇聚到金属反射面；
金属反射面：接收入射的电磁波，所述金属反射面包括围绕同一竖直方向排布的若干个曲面金属板，所述金属反射面的一端安装在所述龙勃透镜的顶部，所述金属反射面的另一端安装在所述龙勃透镜的底部；
机械控制装置：安装在所述金属反射面的顶部和底部，分别带动若干个所述曲面金属板围绕所述龙勃透镜转动；
控制系统：输入端获取入射的电磁波的RCS大小，并根据RCS大小计算所述金属反射面在所述龙勃透镜表面的覆盖位置；输出端与所述机械控制装置电连接，根据计算结果控制所述机械控制装置进行所述金属反射面位置的调节。
进一步地，若干个所述曲面金属板的半径大小依次序逐渐增大。
进一步地，若干个所述曲面金属板的表面积之和大于所述龙勃透镜的表面积。
进一步地，所述机械控制装置包括多个压控电机和多个动力输出端，所述压控电机分别与一个动力输出端控制连接，所述动力输出端的另一端分别连接曲面金属板。
进一步地，所述曲面金属板采用球面、月牙形曲面、曲面或平面。
进一步地，所述龙勃透镜采用龙勃球透镜或龙勃柱透镜。
与现有技术相比，本发明具有如下显著优点：
本发明提出的一种基于反射面控制的宽带RCS可调龙勃透镜散射体，由龙勃透镜、金属反射面、机械控制装置和控制系统四个模块构成，控制系统根据预设RCS产生控制信号，机械控制装置根据控制信号旋转金属反射面，通过改变金属反射面在龙勃透镜表面的覆盖范围，从而实现散射体RCS的动态调节，实现便于集成化和批量化生产的特性，提高对于实际空袭武器RCS的模拟能力；本发明提供的一种基于反射面控制的宽带RCS可调龙勃透镜散射体，通过改变龙勃透镜与月牙形金属反射面的相对位置，实现散射体任意RCS的动态调控。用于靶机任意RCS的动态调控，也适用于各类需调控RCS的场合。
附图说明
图1为本发明实施例提供的整体结构示意图；
图2为本发明实施例提供的金属反射面结构示意图；
图3为本发明实施例提供的金属反射面的不同覆盖面积α＝18°、α＝54°、α＝72°和α＝108°四种情况下的RCS性能图；
图4为本发明实施例提供的金属反射面的不同覆盖面积α＝180°、α＝216°、α＝252°和α＝360°四种情况下的RCS性能图；
图5为本发明实施例提供的金属反射面覆盖面积α＝180°，频率分别为10.5GHz和1.5GHz下的RCS性能图；
图6为本发明实施例提供的金属反射面覆盖面积α＝36°，改变缝隙大小θ时的RCS性能图。
附图标记说明：1-龙勃透镜，2-金属反射面，3-机械控制装置，4-控制系统，5-曲面金属板。
具体实施方式
下面结合本发明中的附图，对本发明实施例的技术方案进行清楚、完整的描述，显然，所描述的实施例是本发明的一部分实施例，而不是全部实施例。基于本发明中的实施例，本领域普通技术人员在没有做出创造性劳动的前提下所获得的所有其他实施例，都应属于本发明保护的范围。
实施例1
参照图1至图6，本发明提供了一种基于反射面控制的宽带RCS可调龙勃透镜散射体，包括：
龙勃透镜1，将入射的电磁波汇聚到金属反射面2的某一个点，使得电磁波能沿入射方向返回，所述龙勃透镜1采用龙勃球透镜或龙勃柱透镜；
金属反射面2：厚度薄，用于接收全反射龙勃透镜1汇聚的电磁波，实现可调RCS，所述金属反射面2包括围绕同一竖直方向排布的若干个曲面金属板5，多个曲面金属板5既可以重叠在一起，也可通过旋转完整覆盖整个龙勃透镜1，所述金属反射面2的一端安装在所述龙勃透镜1的顶部，所述金属反射面2的另一端安装在所述龙勃透镜1的底部；若干个所述曲面金属板5的半径大小依次序逐渐增大；若干个所述曲面金属板5的表面积之和大于所述龙勃透镜1的表面积；所述曲面金属板5采用球面、月牙形曲面、曲面或平面。
机械控制装置3：安装在所述金属反射面2的顶部和底部，分别带动若干个所述曲面金属板5围绕所述龙勃透镜1转动，在机械控制装置3的控制下转动多个曲面金属板5，调整金属反射面2在所述龙勃透镜1表面的覆盖范围，便于调整龙勃透镜聚焦反射面积，以使散射体RCS等于预期所设计的RCS，改变龙勃透镜1与金属反射面2的相对位置，实现散射体任意RCS的动态调控，所述机械控制装置3为电驱动下机械输出的装置；
控制系统4：输入端获取入射的电磁波的RCS大小，通过智能算法实时动态地根据RCS大小计算所述金属反射面2在所述龙勃透镜1表面的覆盖位置以及曲面金属板5之间的空隙大小；输出端与所述机械控制装置3电连接，根据计算结果生成控制信号，控制所述机械控制装置3进行所述金属反射面2位置的调节。
其中，所述机械控制装置3包括多个压控电机和多个动力输出端，所述压控电机分别与一个动力输出端控制连接，所述动力输出端的另一端分别连接曲面金属板5。根据控制系统的电信号控制金属反射面旋转。曲面金属板的半径大小是递增的，越靠近龙勃透镜的曲面金属板的半径越小。每个个曲面金属板的两端都连接着机械控制装置的动力输出端，或者每个个曲面金属板的两端都连接着一个电机从而实现控制多个月牙板进行转动。
本实施例提供的一种基于反射面控制的宽带RCS可调龙勃透镜散射体的动态调控RCS的方法，包括以下步骤：
控制系统4根据预设RCS的大小以及探测雷达的方向计算出金属反射面2在龙勃透镜1表面的覆盖范围以及曲面金属板5之间的空隙大小，从而产生控制信号；
机械控制装置3根据控制信号旋转曲面金属板5，通过改变金属反射面2在龙勃透镜1上的覆盖范围，使得散射体RCS等于预期所设计的RCS。
本方法是通过改变金属反射面2的面积改变宽角域内RCS的大小；通过改变金属反射面2的面积和曲面金属板5之间的空隙改变RCS增强的角域。本发明的每个模块都可单独设计，便于集成化和批量化生产。由于龙勃透镜1在宽频段、宽角域内能够实现电磁波的球面会聚与定向反射，在宽频大角度入射下仍能够保持稳定的RCS增强性能。本发明通过改变金属反射面2在龙勃透镜1上的覆盖范围，可以在不更换龙勃透镜1的情况下，满足任意预设的RCS，可以大大减少调整时间，提高工作的效率。
本实施例通过仿真和实验对技术效果进行验证性说明。
本实施例中，设整个散射体在自由空间中利用平面电磁波照射，利用电磁仿真软件对本发明实施例在不同状态下的RCS进行仿真，由于所设计结构对极化不敏感，因此仅仿真在TE极化入射下的性能。
仿真1，在X波段选取10.5GHz频点处仿真本实例的整体结构的RCS；金属反射面在龙勃透镜上不同覆盖面积α＝18°、α＝54°、α＝72°和α＝108°四种情况下，对入射角从0度增加至90度时本实例的整体结构进行仿真得到了RCS随着入射角变化的曲线，如图3所示；从图中可以看出当覆盖面积变大时，RCS增强的角域范围也逐渐增大；因此本实例可实现RCS增强角域的可调设计。
仿真2，在X波段选取10.5GHz频点处仿真本实例的整体结构的RCS；金属反射面在龙勃透镜上不同覆盖面积α＝180°、α＝216°、α＝252°和α＝360°四种情况下，对入射角从0度增加至90度时本实例的整体结构进行仿真得到了RCS随着入射角变化的曲线，如图4所示；从图中可以看出当覆盖面积变大时，在宽角域内实现了RCS大小的调控。因此，本实例可实现RCS大小的可调设计。
仿真3，分别在X波段选取10.5GHz频点处，C波段选取1.5GHz频点处仿真本实例的整体结构的RCS；金属反射面在龙勃透镜上覆盖面积α＝180°，对入射角从0度增加至90度时本实例的整体结构进行仿真得到了RCS随着入射角变化的曲线，如图5所示；可以看出本实例的整体结构的RCS不同频段下有着相同的变化趋势；因此本实例可实现宽频段的RCS可调设计。
仿真4，在X波段选取10.5GHz频点处仿真本实例的整体结构的RCS；金属反射面在龙勃透镜覆盖面积α＝36°、θ＝13°的情况下，对入射角从0度增加至90度时本实例的整体结构进行仿真得到了RCS随着入射角变化的曲线，如图6所示；从图中可以看出当在覆盖面积中间插入θ＝13°的空隙时实现了RCS增强角域的偏移；因此本实例可通过增大空隙θ实现RCS增强角域的可调设计。
以上仿真结果说明，本实例的基于反射面控制的宽带RCS可调龙勃透镜散射体实现了RCS的大小可调节以及增强角域的可调节，该基于反射面控制的宽带RCS可调龙勃透镜散射体在C波段和X波段均可实现RCS的调节，在不同角度入射时均能表现出良好稳定的RCS增强效果。
以上公开的仅为本发明的几个具体实施例，但是，本发明实施例并非局限于此，任何本领域的技术人员能思之变都应落入本发明的保护范围。
Claims (4)
1.一种基于反射面控制的宽带RCS可调龙勃透镜散射体，其特征在于，包括：
龙勃透镜(1)，用于将入射的电磁波汇聚到金属反射面(2)；
金属反射面(2)：接收入射的电磁波，所述金属反射面(2)包括围绕同一竖直方向排布的若干个曲面金属板(5)，所述金属反射面(2)的一端安装在所述龙勃透镜(1)的顶部，所述金属反射面(2)的另一端安装在所述龙勃透镜(1)的底部；若干个所述曲面金属板(5)的半径大小依次序逐渐增大，若干个所述曲面金属板(5)的表面积之和大于所述龙勃透镜(1)的表面积；
机械控制装置(3)：安装在所述金属反射面(2)的顶部和底部，分别带动若干个所述曲面金属板(5)围绕所述龙勃透镜(1)转动；
控制系统(4)：输入端获取入射的电磁波的RCS大小，并根据RCS大小计算所述金属反射面(2)在所述龙勃透镜(1)表面的覆盖位置；输出端与所述机械控制装置(3)电连接，根据计算结果控制所述机械控制装置(3)进行所述金属反射面(2)位置的调节。
2.如权利要求1所述的一种基于反射面控制的宽带RCS可调龙勃透镜散射体，其特征在于，所述机械控制装置(3)包括多个压控电机和多个动力输出端，所述压控电机分别与一个动力输出端控制连接，所述动力输出端的另一端分别连接曲面金属板(5)。
3.如权利要求1所述的一种基于反射面控制的宽带RCS可调龙勃透镜散射体，其特征在于，所述曲面金属板(5)采用球面、月牙形曲面、曲面或平面。
4.如权利要求1所述的一种基于反射面控制的宽带RCS可调龙勃透镜散射体，其特征在于，所述龙勃透镜(1)采用龙勃球透镜或龙勃柱透镜。
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|---|---|
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Citations (12)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JP2003121530A (ja) * | 2001-10-10 | 2003-04-23 | Yokohama Rubber Co Ltd:The | レ−ダリフレクタ装置およびそれに内蔵する反射体の設計方法 |
| KR101532033B1 (ko) * | 2014-05-08 | 2015-06-29 | 인하대학교 산학협력단 | 레이더 반사 면적 측정 장치 및 방법 |
| CN108427101A (zh) * | 2018-03-07 | 2018-08-21 | 北京环境特性研究所 | 一种rcs无源模拟装置 |
| CN108933334A (zh) * | 2018-07-19 | 2018-12-04 | 华北水利水电大学 | 一种基于abs材料的球体龙勃电磁透镜反射器的制作方法及装置 |
| CN108987926A (zh) * | 2018-07-19 | 2018-12-11 | 华北水利水电大学 | 一种龙勃透镜阵列收发天线装置的制作方法及装置 |
| CN111007465A (zh) * | 2019-11-21 | 2020-04-14 | 北京烜翊科技有限公司 | 一种动态改变雷达散射截面积的系统、方法及存储介质 |
| CN111641047A (zh) * | 2020-06-19 | 2020-09-08 | 中国人民解放军总参谋部第六十研究所 | 一种可变rcs的龙伯透镜 |
| CN111915959A (zh) * | 2020-08-05 | 2020-11-10 | 中国人民解放军63850部队 | 利用靶机rcs模拟飞机rcs的方法及装置 |
| CN111983741A (zh) * | 2020-07-27 | 2020-11-24 | 南京航空航天大学 | 一种基于有源频率选择表面的rcs可控的龙伯透镜反射器 |
| CN212342825U (zh) * | 2020-06-19 | 2021-01-12 | 中国人民解放军总参谋部第六十研究所 | 一种可变rcs的龙伯透镜 |
| US11300651B1 (en) * | 2019-03-14 | 2022-04-12 | The United States Of America, As Represented By The Secretary Of The Navy | System for augmenting 360-degree aspect monostatic radar cross section of an aircraft |
| CN115356699A (zh) * | 2022-08-16 | 2022-11-18 | 北京环境特性研究所 | 一种rcs模拟装置及方法 |
-
2022
- 2022-03-22 CN CN202210284174.XA patent/CN114597670B/zh active Active
Patent Citations (12)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JP2003121530A (ja) * | 2001-10-10 | 2003-04-23 | Yokohama Rubber Co Ltd:The | レ−ダリフレクタ装置およびそれに内蔵する反射体の設計方法 |
| KR101532033B1 (ko) * | 2014-05-08 | 2015-06-29 | 인하대학교 산학협력단 | 레이더 반사 면적 측정 장치 및 방법 |
| CN108427101A (zh) * | 2018-03-07 | 2018-08-21 | 北京环境特性研究所 | 一种rcs无源模拟装置 |
| CN108933334A (zh) * | 2018-07-19 | 2018-12-04 | 华北水利水电大学 | 一种基于abs材料的球体龙勃电磁透镜反射器的制作方法及装置 |
| CN108987926A (zh) * | 2018-07-19 | 2018-12-11 | 华北水利水电大学 | 一种龙勃透镜阵列收发天线装置的制作方法及装置 |
| US11300651B1 (en) * | 2019-03-14 | 2022-04-12 | The United States Of America, As Represented By The Secretary Of The Navy | System for augmenting 360-degree aspect monostatic radar cross section of an aircraft |
| CN111007465A (zh) * | 2019-11-21 | 2020-04-14 | 北京烜翊科技有限公司 | 一种动态改变雷达散射截面积的系统、方法及存储介质 |
| CN111641047A (zh) * | 2020-06-19 | 2020-09-08 | 中国人民解放军总参谋部第六十研究所 | 一种可变rcs的龙伯透镜 |
| CN212342825U (zh) * | 2020-06-19 | 2021-01-12 | 中国人民解放军总参谋部第六十研究所 | 一种可变rcs的龙伯透镜 |
| CN111983741A (zh) * | 2020-07-27 | 2020-11-24 | 南京航空航天大学 | 一种基于有源频率选择表面的rcs可控的龙伯透镜反射器 |
| CN111915959A (zh) * | 2020-08-05 | 2020-11-10 | 中国人民解放军63850部队 | 利用靶机rcs模拟飞机rcs的方法及装置 |
| CN115356699A (zh) * | 2022-08-16 | 2022-11-18 | 北京环境特性研究所 | 一种rcs模拟装置及方法 |
Non-Patent Citations (2)
| Title |
|---|
| Luneberg Lens as Passive Radar Augmenter for Aerial Target;Diptiman Biswas;《IEEE Access》;全文 * |
| 加载龙伯透镜反射器的靶标RCS 改型设计与仿真;马德有;《火力与指挥控制》;全文 * |
Also Published As
| Publication number | Publication date |
|---|---|
| CN114597670A (zh) | 2022-06-07 |
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