CN115372929A - 外场rcs复合测量系统 - Google Patents

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Abstract

本发明提供一种外场RCS复合测量系统，涉及外场RCS测量领域。该系统包括：支架；抛物面天线，设置于支架上，其姿态能够独立于支架调整，用于向目标区域的被测目标发射电磁波，并接收被测目标产生的散射回波；RCS计算装置，用于根据所述散射回波计算被测目标的RCS；红外摄像头，设置于抛物面天线的中心，用于根据被测目标辐射的红外线对被测目标进行红外成像；显控装置，用于显示被测目标的红外图像，控制抛物面天线的姿态和红外摄像头的姿态；在测量时，红外摄像头的光轴与抛物面天线的电轴保持重合，所述显控装置根据所述红外图像控制红外摄像头对准被测目标，以引导抛物面天线对准所述被测目标。该复合测量系统可以降低RCS测量的对准精度误差。

Description

外场RCS复合测量系统
技术领域
本发明涉及雷达散射截面（Radar Cross Section，RCS）测量系统，特别是涉及一种外场RCS复合测量系统。
背景技术
雷达目标特性是判断目标隐身性能的重要指标。武器和飞行体的隐身性能，主要取决于RCS的大小。相关技术中，为获得目标更为真实、准确、可靠的RCS值，可以在外场环境搭建大型的外场RCS测量系统，使用该外场RCS测量系统直接测量目标的RCS值。
在雷达目标特性测量中，雷达对准精度微小的误差会对RCS测量结果的精度造成较大的影响。在外场RCS测量中，雷达与被测目标之间的距离较远，其可达上百甚至上千米，很难对准被测目标。如果雷达不能对准被测目标，将导致目标的RCS测量值和真实值之间产生较大的对准精度误差。例如，如果雷达与被测目标距离1000米，雷达波束宽度为2°，其偏移被测目标中心20m，则会产生1.4dB的对准精度误差，往返对准精度误差可达2.8dB。并且，如果被测目标为机动目标，该目标一直运动，也很难进行实时对准，机动目标的RCS测量值也会产生较大的对准精度误差。
实际测量中，针对雷达对准精度误差，可以采用精密跟踪雷达引导等措施。但是，在外场测量中采用导引雷达导致整个测量系统复杂程度高，并且成本较高。
发明内容
为解决上述技术问题，本发明实施方式提供了一种外场RCS复合测量系统，该复合测量系统的雷达天线采用具有高方向性的抛物面天线，并在抛物面天线中心嵌入红外摄像头，使抛物面天线的电轴与红外摄像头的光轴重合，利用红外摄像头来辅助进行天线对准，可以降低外场RCS测量的雷达对准精度误差，同时降低外场RCS测量系统的复杂度和成本。
在本发明的一些实施方式中，提供一种外场RCS复合测量系统，所述复合测量系统包括：
支架，
抛物面天线，设置于所述支架上，所述抛物面天线的姿态能够独立于所述支架调整，用于向设置在目标区域的被测目标发射电磁波，并接收所述电磁波遇到所述被测目标后所述被测目标产生的散射回波；
RCS计算装置，用于根据所述被测目标的散射回波计算所述被测目标的RCS值；
红外摄像头，设置于所述抛物面天线的中心，用于感测所述被测目标辐射的红外线，根据所述红外线对所述被测目标进行红外成像；以及
显控装置，用于显示所述被测目标的红外图像，控制所述抛物面天线的姿态以及所述红外摄像头的姿态；
其中，在对所述被测目标进行测量时，所述红外摄像头与所述抛物面天线之间保持所述抛物面天线的电轴与所述红外摄像头的光轴重合的相对姿态，所述显控装置根据所述被测目标的红外图像控制所述红外摄像头对准所述被测目标，以引导所述抛物面天线对准所述被测目标。
在本发明的一些实施方式中，所述根据所述被测目标的散射回波计算所述被测目标的RCS值包括：
根据所述被测目标的散射回波以及标校系数计算所述被测目标的RCS值。
在本发明的一些实施方式中，所述标校系数通过标准体定标比测量法确定。
在本发明的一些实施方式中，
所述显控装置还用于在使用所述标准体定标比测量法进行定标时控制所述抛物面天线对定标体进行粗对准，以引导所述红外摄像头对所述定标体进行粗对准；
所述红外摄像头还用于在粗对准所述定标体时感测所述定标体辐射的红外线，根据所述定标体辐射的红外线对所述定标体进行红外成像；
所述显控装置还用于根据所述定标体的红外图像控制所述红外摄像头对所述定标体进行精对准，以引导所述抛物面天线对所述定标体进行精对准，
所述抛物面天线还用于在精对准所述定标体时向所述定标体发射电磁波，接收所述电磁波遇到所述定标体后所述定标体产生的散射回波，
所述RCS计算装置还用于根据所述定标体的散射回波确定所述标校系数，
其中，所述定标体为RCS值已知的标准体。
在本发明的一些实施方式中，所述复合测量系统还包括：
微波成像装置，用于根据所述被测目标的所述散射回波对所述被测目标进行微波成像。
在本发明的一些实施方式中，所述显控装置还用于显示所述被测目标的微波图像。
在本发明的一些实施方式中，所述显控装置还用于对所述被测目标的微波图像和红外图像进行融合显示。
在本发明的一些实施方式中，所述抛物面天线的馈源设置为偏馈。
在本发明的一些实施方式中，所述抛物面天线与所述目标区域的距离大于等于50米且小于等于1000米。
在本发明的一些实施方式中，在对机动目标进行测量时，所述显控装置根据所述机动目标的红外图像调整所述红外摄像头，使所述红外摄像头始终对准所述机动目标，以引导所述抛物面天线始终对准所述机动目标。
本发明实施方式的各个方面、特征、优点等将在下文结合附图进行具体 描述。根据以下结合附图的具体描述，本发明的上述方面、特征、优点等将会变得更加清楚。
附图说明
图1是本发明一种实施方式提供的外场RCS复合测量系统的测量场景示意图；
图2是图1所示的复合测量系统的定标场景示意图。
具体实施方式
为使本发明的目的、技术方案和优点更加清楚，下面将结合附图对本发明的各个方面作进一步的详细描述。应当理解，下述的各种实施方式只用于举例说明，而非用于限制本发明的保护范围。
图1是本发明一种实施方式提供的外场RCS复合测量系统的测量场景示意图，其中示出了所述复合测量系统的示例性结构。本实施方式提供的复合测量系统可以在外场对设置在目标区域的被测目标进行雷达散射特性和红外热辐射特性的复合测量。其中，所述外场指室外场，其处于室外环境。被测目标可以为非机动目标，例如，大型的飞机、坦克、船舰等目标，或飞机、坦克、船舰等目标的全尺寸模型，也可以为机动目标，例如，小型的飞行器等。在外场RCS测量中，用于设置被测目标的目标区域与测量系统的雷达天线之间的距离非常大，其通常大于等于50米且小于等于1000米。外场RCS测量系统的雷达天线本身的测角精度较低，很难对准被测目标。本实施方式提供的复合测量系统在外场RCS测量系统中引入测角精度高、技术较为成熟且成本较低的红外探测手段，在进行外场RCS测量时，通过红外摄像头来辅助进行天线对准，可以提高测量系统的测角精度，降低雷达对准误差，同时降低系统的复杂度和成本。
如图1所示，本实施方式提供的复合测量系统100包括：支架10、复合雷达20、控制系统30以及转台40。
其中，转台40用于放置被测目标200，使被测目标200旋转。
在本实施方式中，采用转台40使被测目标200旋转，转台40上方设置为用于设置被测目标200的目标区域。
支架10用于支承复合雷达20，为复合雷达20的姿态调整提供支承点。
复合雷达20设置于支架10上，其包括抛物面天线21和红外摄像头22。抛物面天线21用于向设置在目标区域的被测目标200发射电磁波，并接收所述电磁波遇到被测目标200后产生的散射回波。红外摄像头22用于感测被测目标200辐射的红外线，根据所述红外线对被测目标200进行红外成像。
在外场RCS测量中，若雷达天线的主瓣过宽，则会照射到目标区以外的目标，会造成较大的测量误差。在本实施方式中，雷达天线采用具有高方向性的抛物面天线21，可减小测量误差。其中，为避免遮挡红外摄像头，将抛物面天线21的馈源23设置为偏置馈源，即偏馈。也就是说，抛物面天线21为偏馈天线。
在本实施方式中，红外摄像头22为被动式红外摄像头，其通过被动感测被测目标200辐射的红外线来对被测目标进行红外成像。通过使用被动式红外摄像头来对被测目标进行被动的红外感测，可以降低对抛物面天线21的电磁测量的干扰。在其他实施方式中，也可以采用主动式红外摄像头，主动向被测目标发射红外线，根据被测目标反射的红外线对被测目标进行红外成像。
抛物面天线21设置于支架10上，其支承于支架10的支承点S。抛物面天线21可以绕所述支承点S旋转，由此使得抛物面天线21的姿态能够独立于支架10进行调整。抛物面天线21的中心设置孔洞，红外摄像头22嵌入并固定在该孔洞中。并且，在嵌入后，红外摄像头22的光轴与抛物面天线21的电轴重合，红外摄像头22与抛物面天线21之间的相对姿态保持不变。也就是说，红外摄像头22与抛物面天线21之间一直保持红外摄像头22的光轴与抛物面天线21的电轴重合的相对姿态。
其中，红外摄像头22的光轴指的是红外摄像头中心的视线方向。抛物面天线21的电轴指抛物面天线波束中心的法线方向，其是抛物面天线的最大辐射和接收方向。红外摄像头22的光轴与抛物面天线21的电轴重合，使得红外摄像头22的指向与抛物面天线21的指向一致。
在红外摄像头22与抛物面天线21之间保持红外摄像头22的光轴与抛物面天线21的电轴重合的相对姿态下，红外摄像头22的指向与抛物面天线21的指向始终保持一致，抛物面天线21的姿态和红外摄像头22的姿态会同步进行调整。如果调整红外摄像头22的姿态，则会使得抛物面天线21的姿态同时进行调整。如果调整抛物面天线21的姿态，则会使得红外摄像头21的姿态同时进行调整。其中，调整抛物面天线21的姿态可以包括调整抛物面天线21的俯仰角、方位角。调整红外摄像头22的姿态可以包括调整红外摄像头22的俯仰角、方位角。例如，如果调整红外摄像头22的俯仰角、方位角，则会使得抛物面天线21的俯仰角、方位角进行同步调整。如果调整抛物面天线21的俯仰角、方位角，则会使得红外摄像头22的俯仰角、方位角进行同步调整。由此，将红外摄像头22与抛物面天线21设置为保持红外摄像头22的光轴与抛物面天线21的电轴重合的相对姿态，使得红外摄像头22在对准被测目标200时使抛物面天线21也对准被测目标200。
控制系统30与复合雷达20连接，其可以从抛物面天线21获取并存储抛物面天线21接收的被测目标200的散射回波，还可以从红外摄像头22获取红外摄像头21感测的被测目标200的红外图像。控制系统30包括显控装置和RCS计算装置。其中，显控装置可以显示被测目标200的红外图像，根据所述红外图像控制红外摄像头22的姿态，使红外摄像头22在测量时对准被测目标200。由于红外摄像头22与抛物面天线21在测量时保持红外摄像头22的光轴与抛物面天线21的电轴重合的相对姿态，红外摄像头22在对准被测目标200时可以引导抛物面天线21对准被测目标200。在对准被测目标200时，抛物面天线21可以向被测目标200发射电磁波，并接收被测目标200产生的散射回波。RCS计算装置可以根据被测目标200的散射回波计算被测目标200的RCS值。
其中，本实施方式所述的“对准”指的是正对被测目标200的中心。对于抛物面天线21而言，“抛物面天线21对准被测目标200”意味着被测目标200的中心处于抛物面天线21的电轴上，其处于抛物面天线21的最大辐射和接收方向。在对于红外摄像头22而言，“红外摄像头22对准目标200”意味着被测目标200的中心处于红外摄像头22的光轴上。
在本实施方式中，在抛物面天线21的中心设置孔洞，将红外摄像头22嵌入并固定在该孔洞中，使得红外摄像头22与抛物面天线21之间始终保持红外摄像头22的光轴与抛物面天线21的电轴重合的相对姿态。在本发明的其他实施方式中，也可以采用其他设置方式，使在测量时红外摄像头22与抛物面天线21保持红外摄像头22的光轴与抛物面天线21的电轴重合的相对姿态。例如，可以通过锁定装置将红外摄像头22设置于抛物面天线21的中心，使红外摄像头22与抛物面天线21之间的相对姿态在达到设定的相对姿态（例如，红外摄像头22的光轴与抛物面天线21的电轴重合的相对姿态）时锁定。在测量前，可以调整红外摄像头22与抛物面天线21之间的相对姿态，使其达到锁定状态，并使其在测量时保持该锁定状态，由此使得在测量时红外摄像头22与抛物面天线21保持红外摄像头22的光轴与抛物面天线21的电轴重合的相对姿态。
本实施方式提供的复合测量系统100采用具有高方向性的抛物面天线21，并在抛物面天线21中嵌入测角精度较高的红外摄像头22，在测量时通过测角精度较高的红外摄像头22引导测角精度较低的抛物面天线21对准被测目标200，由此，可以降低外场RCS测量时的对准精度误差，得到被测目标更为准确的散射回波测量值，根据更为准确的散射回波测量值得到被测目标更为准确的RCS值。
下面将结合外场RCS测量过程对本实施方式提供的外场RCS复合测量系统100进行进一步说明。在使用本实施方式提供的外场RCS复合测量系统100进行外场RCS测量时，可以包括下述步骤：
步骤1：将被测目标200放置在转台40上；
步骤2：显控装置控制抛物面天线21的姿态，使其大致对准被测目标200，使得红外摄像头22也大致对准被测目标200；
步骤3：红外摄像头22感测被测目标200产生的红外线，根据所述红外线对被测目标200进行红外成像。
步骤4：显控装置从红外摄像头22获取被测目标200的红外图像，根据所述红外图像控制红外摄像头22对准被测目标200，使得抛物面天线21也大致对准被测目标200。
对于雷达天线而言，是否对准定标体无法直观判断。在本实施方式中，为直观显示是否对准被测目标，显控装置可以实时显示被测目标200的红外图像。由于抛物面天线21的电轴与红外摄像头22的光轴重合，抛物面天线21与红外摄像头22的指向一致，通过使用红外图像直观展示红外摄像头22是否对准被测目标200，可以直观展示抛物面天线21是否对准被测目标200。
步骤5：在抛物面天线21对准被测目标200时，显控装置控制抛物面天线21向被测目标200发射电磁波。被测目标200遇到所述电磁波后产生散射回波，该散射回波被抛物面天线21接收。
其中，显控装置可以包括矢量网络分析仪，矢量网络分析仪用于产生电磁波，所述电磁波可以为步进频率电磁波。
步骤6：RCS计算装置从抛物面天线21获取并存储被测目标200的散射回波，根据所述散射回波计算被测目标200的RCS值。
在上述实施方式中，被测目标200为非机动目标，可以使用ISAR（InverseSynthetic Aperture Radar，逆合成孔径雷达）对被测目标进行RCS测量，即使复合雷达20不动，采用转台40使被测目标200旋转。在其他实施方式中，也可以采用其他方法对目标进行RCS测量，例如，可以使被测目标400不动，使复合雷达20围绕被测目标200旋转，使用SAR（Synthetic Aperture Radar，合成孔径雷达）对被测目标进行RCS测量。
在本发明的一种实施方式中，RCS计算装置可以根据被测目标200的散射回波的测量值和雷达的标校系数来计算被测目标的RCS值。所述标校系数可以通过标准体定标比测量法确定。复合测量系统200还可用于在进行标准体定标比测量时对定标体进行定标测量，确定标校系数。采用本发明实施方式提供的复合测量系统进行定标可以获得更为准确的标校系数，降低RCS计算时使用不准确的标校系数所导致的误差。
下面将结合标准体定标比测量法的测量过程对本实施方式提供的复合测量系统进行进一步说明。
标准体定标比测量法是：对于性能稳定的雷达，首先用定标体标定出其雷达性能参数（标校系数）；然后，在对目标进行RCS测量时，用测量目标时得到的测量参数和标定出的标校系数代入雷达方程，来计算目标的RCS值，其中，定标体是RCS值已知的、用于进行定标的标准体，通常为RCS值大于零的金属标准球。
具体而言，雷达方程为：
Figure 234854DEST_PATH_IMAGE001
式中：Pr为接收机输出功率；Pt为发射机功率；G为天线增益；λ为波长；σ为RCS；R为被测目标距离；L为雷达系统损耗；F为天线目标间方向图传播因子；α为大气衰减因子。将式中相对不变的参数用系数K来表示，即
Figure 173991DEST_PATH_IMAGE002
则雷达方程可简化为
Figure 795727DEST_PATH_IMAGE003
上述式子中，Ｋ即为雷达的标校系数。
在用金属定标体标定时，可以得到对定标体进行测量时的发射功率Pts、接收功率Prs、定标体与雷达天线的距离Rs和已知的定标体的RCS值σs。
用测定标体时的发射功率Pts、接收功率Prs、定标体与雷达天线的距离Rs和已知的定标体的RCS值σs代替上式中的Pt、Pr、R和σ，可算出标校系数：
Figure 199027DEST_PATH_IMAGE004
式中，Pts为测定标体时的发射机功率，Prs为测定标体时接收机输出功率，Rs为定标体距离，σs为定标体的RCS。
在对目标进行RCS测量时，将测量被测目标时得到的Ptt、Prt、Rt和标定出的Ｋ值（同频率极化）代入雷达方程，即可算得目标的RCS值：
Figure 113762DEST_PATH_IMAGE005
式中，σt为目标的RCS，Ptt为测目标时的发射功率，Prt为测目标时接收功率，Rt为被测目标距离。
从上述标准体定标比测量法的原理可以看出，在计算标校系数时，采用定标体的已知的RCS值和测定标体时的发射功率Pts、接收功率Prs、定标体的距离Rs计算雷达的标校系数。定标体的距离可以通过定标时测量的定标体的散射回波确定。对于雷达天线而言，是否对准定标体无法直观判断。在定标测量时，如果天线没有对准定标体，则根据其接收的散射回波确定出的标校系数会与真实的标校系数产生误差，从而导致后续使用该标校系数计算出的RCS值与真实的RCS均产生较大的误差，由此，导致整个RCS测量结果均产生误差。
图2是图1所示的复合测量系统的定标场景示意图。如图2所示，在定标时，可以将定标体300放置在目标区域的中心点，其中，目标区域为用于放置被测目标的区域。在本实施方式中，可以将定标体300放置在转台40上，使定标体300位于目标区域的中心。
显控装置可以调整抛物面天线21的俯仰角和方位角，控制抛物面天线21向定标体300发射电磁波，根据定标体300的散射回波使抛物面天线21对定标体进行粗对准。其中，如果抛物面天线21接收的定标体300的散射回波达到最大，则认为抛物面天线21粗对准了定标体300。也就是说，可以通过寻找定标体300的散射回波最大的方向来调整抛物面天线21的俯仰角和方位角，从而使抛物面天线21对准定标体300。这种方法的对准精度较低，因此，此时的对准为粗对准。
由于红外摄像头22的光轴与抛物面天线21的电轴重合，当抛物面天线21粗对准定标体300时，红外摄像头22也粗对准定标体300。在红外摄像头22粗对准定标体300时，红外摄像头22可以感测定标体300辐射的红外线，根据所述红外线对定标体300进行红外成像。
显控装置可以从红外摄像头22获取定标体300的红外图像，根据所述红外图像调整红外摄像头22的姿态，使红外摄像头22精对准定标体，从而引导抛物面天线21对定标体300进行精对准。红外摄像头22通过红外探测来进行测角，其测角精度较高，因此，此时的对准为精对准。其中，在获取定标体300的红外图像后，显控装置可以显示该红外图像，以便直观的展示是否对准目标。
在抛物面天线21对定标体300进行精对准时，抛物面天线21向定标体300发射电磁波，并接收定标体300产生的散射回波。
RCS计算装置可以从抛物面天线21获取定标体300产生的散射回波，根据定标体300的已知的真实RCS值和测量的定标体300的散射回波计算标校系数。由于在定标时，抛物面天线21对定标体300进行了精对准，测量的定标体300的散射回波更为准确，因此，得到的标校系数也更为准确。
本领域技术人员应当理解，定标体300也属于一种被测目标。上述实施方式提供的对定标体300进行对准的方法也可用于对其他被测目标进行对准。也就是说，在对其他被测目标进行对准时，也可以采用先根据被测目标的散射回波使抛物面天线对被测目标进行粗对准，从而引导红外摄像头对被测目标进行粗对准。之后根据被测目标的红外图像使红外摄像头对被测目标进行精对准，从而引导使抛物面天线对被测目标进行精对准。对其他被测目标进行精对准的方法可参考上述对定标体进行精对准的方法，在此不做赘述。
进一步地，在对被测目标进行测量时，RCS计算装置可以使用采用本实施方式提供的复合测量系统得到的标校系数和采用本实施方式提供的复合测量系统测量的被测目标的散射回波来计算被测目标的RCS值。由于采用本实施方式提供的复合测量系统得到的标校系数更为准确，并且采用本实施方式提供的复合测量系统测量的被测目标的散射回波也更为准确，因此，能够得到被测目标更为准确的RCS值。
进一步地，上述实施方式提供的复合测量系统100还可以包括微波成像装置，所述微波成像装置可以设置在控制系统30中。该微波成像装置可以从抛物面天线21获取被测目标200的散射回波，根据被测目标200的散射回波对被测目标200进行微波成像，从而形成被测目标的微波图像。其中，所述微波图像为被测目标200的雷达散射图像，其用于显示被测目标200的散射点。显控装置可以从微波成像装置获取被测目标200的微波图像，并显示所述微波图像，以直观的显示被测目标200的散射点。
其中，微波成像装置可以获取被测目标200的设定方位角范围内的多个方位角的散射回波，根据所述多个方位角的散射回波对被测目标进行微波成像。在测量时，可以使转台40旋转，测量被测目标200的设定方位角范围内的多个方位角的散射回波。在微波成像时，可以使用现有的微波成像算法。例如，可以采用BP （Back Projection, 后向投影）成像算法对被测目标进行二维成像。
在对被测目标200进行微波成像后，显控装置可以获取被测目标200的微波图像，对被测目标200的微波图像进行单独显示。显控装置还可以获取被测目标200的红外图像，对被测目标200的红外图像进行单独显示。
进一步地，显控装置可以将被测目标200的红外图像和微波图像进行融合显示，以直观的显示被测目标200的雷达散射点和热点。
具体而言，显控装置可以从红外摄像头22获取被测目标200的红外图像，从微波成像装置获取被测目标200的微波图像，将被测目标的红外图像和微波图像叠加，形成被测目标200的散射点和热点的融合图像，然后显示该融合图像，以同时展示被测目标的散射点和热点。
其中，在本实施方式中，由于红外摄像头22的光轴和抛物面天线21的电轴重合，在对被测目标200的红外图像和微波图像进行融合时，仅需对被测目标200的红外图像和微波图像进行简单叠加，即可形成被测目标200的散射点和热点的融合图像，无需进行复杂的图像对准、融合处理。
在上述实施方式中，提供的被测目标200为非机动目标。在其他实施方式中，被测目标也可以为机动目标。在测量机动目标的RCS值时，所述显控装置可以根据所述机动目标的红外图像控制所述红外摄像头22始终对准所述机动目标，以引导所述抛物面天线21始终对准所述机动目标。由此，使得抛物面天线21对机动目标进行实时对准。在实时对准机动目标时，抛物面天线21可以向机动目标发射电磁波，并接收机动目标的散射回波。由于抛物面天线21对机动目标进行实时对准，可以得到机动目标更为准确的散射回波。RCS计算装置可以根据机动目标的更为准确的散射回波来计算机动目标的更为准确的RCS值。
在上述实施方式中，支架10为固定支架，其固定在地面。在其他实施方式中，支架10能够旋转，以为抛物面天线21和红外摄像头22提供更宽的方位角调整范围。例如，在对机动目标进行测量时，可以将支架10设置为能够旋转，所述显控装置可以根据所述机动目标的红外图像控制支架10和红外摄像头22的姿态，使红外摄像头22始终对准所述机动目标，从而使得抛物面天线21始终对准所述机动目标，以对机动目标进行实时对准。
以上结合具体实施方式对本发明进行了说明，这些具体实施方式仅仅是示例性的，不能以此限定本发明的保护范围，本领域技术人员在不脱离本发明实质的前提下可以进行各种修改、变化或替换。因此，依照本发明所作的各种等同变化，仍属于本发明所涵盖的范围。

Claims (10)

1.一种外场RCS复合测量系统，其特征在于，所述复合测量系统包括：
支架，
抛物面天线，设置于所述支架上，所述抛物面天线的姿态能够独立于所述支架调整，用于向设置在目标区域的被测目标发射电磁波，并接收所述电磁波遇到所述被测目标后所述被测目标产生的散射回波；
RCS计算装置，用于根据所述被测目标的散射回波计算所述被测目标的RCS值；
红外摄像头，设置于所述抛物面天线的中心，用于感测所述被测目标辐射的红外线，根据所述红外线对所述被测目标进行红外成像；以及
显控装置，用于显示所述被测目标的红外图像，控制所述抛物面天线的姿态以及所述红外摄像头的姿态；
其中，在对所述被测目标进行测量时，所述红外摄像头与所述抛物面天线之间保持所述抛物面天线的电轴与所述红外摄像头的光轴重合的相对姿态，所述显控装置根据所述被测目标的红外图像控制所述红外摄像头对准所述被测目标，以引导所述抛物面天线对准所述被测目标。
2.根据权利要求1所述的复合测量系统，其特征在于，所述根据所述被测目标的散射回波计算所述被测目标的RCS值包括：
根据所述被测目标的散射回波以及标校系数计算所述被测目标的RCS值。
3.根据权利要求2所述的复合测量系统，其特征在于，所述标校系数通过标准体定标比测量法确定。
4.根据权利要求3所述的复合测量系统，其特征在于，
所述显控装置还用于在使用所述标准体定标比测量法进行定标时控制所述抛物面天线对定标体进行粗对准，以引导所述红外摄像头对所述定标体进行粗对准；
所述红外摄像头还用于在粗对准所述定标体时感测所述定标体辐射的红外线，根据所述定标体辐射的红外线对所述定标体进行红外成像；
所述显控装置还用于根据所述定标体的红外图像控制所述红外摄像头对所述定标体进行精对准，以引导所述抛物面天线对所述定标体进行精对准，
所述抛物面天线还用于在精对准所述定标体时向所述定标体发射电磁波，接收所述电磁波遇到所述定标体后所述定标体产生的散射回波，
所述RCS计算装置还用于根据所述定标体的散射回波确定所述标校系数，
其中，所述定标体为RCS值已知的标准体。
5.根据权利要求1所述的复合测量系统，其特征在于，所述复合测量系统还包括：
微波成像装置，用于根据所述被测目标的散射回波对所述被测目标进行微波成像。
6.根据权利要求5所述的复合测量系统，其特征在于，所述显控装置还用于显示所述被测目标的微波图像。
7.根据权利要求5所述的复合测量系统，其特征在于，所述显控装置还用于对所述被测目标的微波图像和红外图像进行融合显示。
8.根据权利要求1所述的复合测量系统，其特征在于，所述抛物面天线的馈源设置为偏馈。
9.根据权利要求1所述的复合测量系统，其特征在于，所述抛物面天线与所述目标区域的距离大于等于50米且小于等于1000米。
10.根据权利要求1所述的复合测量系统，其特征在于，
在对机动目标进行测量时，所述显控装置根据所述机动目标的红外图像调整所述红外摄像头，使所述红外摄像头始终对准所述机动目标，以引导所述抛物面天线始终对准所述机动目标。
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Citations (13)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
US5910787A (en) * 1998-02-09 1999-06-08 Mcdonnell Douglas Corporation Integrated projector-low radar cross-section (RCS) source support pylon and low RCS measurement system employing same
JP2005121421A (ja) * 2003-10-15 2005-05-12 Mitsubishi Electric Corp 海上用ｒｃｓ計測装置
CN102590795A (zh) * 2012-02-29 2012-07-18 中国电子科技集团公司第二十二研究所 基于矢量网络分析仪的微波散射特性测试系统
CN106990300A (zh) * 2017-06-05 2017-07-28 中国电子科技集团公司第四十研究所 一种同步实现天线方向图与散射像测试的装置及方法
CN109143376A (zh) * 2018-08-13 2019-01-04 浙江大学 一种全景电磁光学融合成像系统和方法
CN109283525A (zh) * 2018-09-13 2019-01-29 山西大学 太赫兹雷达散射截面测试系统及雷达散射截面提取方法
CN112083413A (zh) * 2019-06-13 2020-12-15 北京测威科技有限公司 一种雷达波隐身武器装备维护测试方法
CN112130127A (zh) * 2020-09-23 2020-12-25 北京环境特性研究所 一种点燃状态下红外诱饵弹空中rcs测量方法及装置
CN112781530A (zh) * 2020-12-30 2021-05-11 陕西昱琛航空设备股份有限公司 一种基于双目视觉的rcs检测系统及其检测方法
CN113050055A (zh) * 2021-03-25 2021-06-29 北京环境特性研究所 一种有源定标设备等效rcs标定方法及系统
CN113759376A (zh) * 2021-09-22 2021-12-07 上海无线电设备研究所 一种自主探测成像一体化雷达装置
CN114167365A (zh) * 2021-10-23 2022-03-11 西安电子科技大学 导轨式外场目标、环境雷达特征获取方法及系统
CN216248306U (zh) * 2021-11-23 2022-04-08 西安中科信联微波技术有限公司 一种雷达散射截面测试具有定位功能的红外对准装置

Patent Citations (13)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
US5910787A (en) * 1998-02-09 1999-06-08 Mcdonnell Douglas Corporation Integrated projector-low radar cross-section (RCS) source support pylon and low RCS measurement system employing same
JP2005121421A (ja) * 2003-10-15 2005-05-12 Mitsubishi Electric Corp 海上用ｒｃｓ計測装置
CN102590795A (zh) * 2012-02-29 2012-07-18 中国电子科技集团公司第二十二研究所 基于矢量网络分析仪的微波散射特性测试系统
CN106990300A (zh) * 2017-06-05 2017-07-28 中国电子科技集团公司第四十研究所 一种同步实现天线方向图与散射像测试的装置及方法
CN109143376A (zh) * 2018-08-13 2019-01-04 浙江大学 一种全景电磁光学融合成像系统和方法
CN109283525A (zh) * 2018-09-13 2019-01-29 山西大学 太赫兹雷达散射截面测试系统及雷达散射截面提取方法
CN112083413A (zh) * 2019-06-13 2020-12-15 北京测威科技有限公司 一种雷达波隐身武器装备维护测试方法
CN112130127A (zh) * 2020-09-23 2020-12-25 北京环境特性研究所 一种点燃状态下红外诱饵弹空中rcs测量方法及装置
CN112781530A (zh) * 2020-12-30 2021-05-11 陕西昱琛航空设备股份有限公司 一种基于双目视觉的rcs检测系统及其检测方法
CN113050055A (zh) * 2021-03-25 2021-06-29 北京环境特性研究所 一种有源定标设备等效rcs标定方法及系统
CN113759376A (zh) * 2021-09-22 2021-12-07 上海无线电设备研究所 一种自主探测成像一体化雷达装置
CN114167365A (zh) * 2021-10-23 2022-03-11 西安电子科技大学 导轨式外场目标、环境雷达特征获取方法及系统
CN216248306U (zh) * 2021-11-23 2022-04-08 西安中科信联微波技术有限公司 一种雷达散射截面测试具有定位功能的红外对准装置

Non-Patent Citations (1)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Title
张新好等: "外场RCS测量多路径干扰抑制技术研究", 《北京理工大学学报》 *

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