RU2244939C1 - Device for measuring effective scattering cross-section of object - Google Patents
Device for measuring effective scattering cross-section of object Download PDFInfo
- Publication number
- RU2244939C1 RU2244939C1 RU2003127442/09A RU2003127442A RU2244939C1 RU 2244939 C1 RU2244939 C1 RU 2244939C1 RU 2003127442/09 A RU2003127442/09 A RU 2003127442/09A RU 2003127442 A RU2003127442 A RU 2003127442A RU 2244939 C1 RU2244939 C1 RU 2244939C1
- Authority
- RU
- Russia
- Prior art keywords
- rotation
- cylinder
- radio
- plane
- section
- Prior art date
Links
Images
Landscapes
- Measurement Of Levels Of Liquids Or Fluent Solid Materials (AREA)
- Length-Measuring Devices Using Wave Or Particle Radiation (AREA)
- Radar Systems Or Details Thereof (AREA)
Abstract
Description
Изобретение относится к радиотехнике и может использоваться для измерения эффективной площади рассеяния (ЭПР) различных объектов радиолокации.The invention relates to radio engineering and can be used to measure the effective scattering area (EPR) of various objects of radar.
Известен способ измерения ЭПР с использованием импульсной локации, включающий помещение исследуемого объекта в поле, излучаемое импульсным локатором, измерение рассеянной мощности и сравнение ее с мощностью, рассеянной эталонным отражателем /1/. Наиболее близким техническим решением к предлагаемому изобретению является устройство, реализующее данный способ /2/ и содержащее (фиг.1) приемопередающий блок 1, регистратор 2, поворотный стенд 3 с узлом крепления, служащим для установки объекта измерения 4, ориентированного так, что плоскость вращения объекта 5, нормаль к плоскому фронту излученной приемопередатчиком волны лежат в одной плоскости. Существенным недостатком данного устройства является неконтролируемая точность измерения угловой диаграммы ЭПР объекта из-за возможного наклона плоскости вращения объекта.A known method of measuring the EPR using a pulse location, including placing the investigated object in a field emitted by a pulse locator, measuring the dissipated power and comparing it with the power dissipated by the reference reflector / 1 /. The closest technical solution to the present invention is a device that implements this method / 2 / and containing (Fig. 1) a
Поясним данное утверждение. При круговом вращении объекта в ходе измерения угловой диаграммы ЭПР возможен наклон плоскости вращения 5 (фиг.1) относительно горизонта на угол α, вызванный рядом факторов, например, таких как:Let us explain this statement. With the circular rotation of the object during the measurement of the EPR angular diagram, it is possible to tilt the plane of rotation 5 (Fig. 1) relative to the horizon by an angle α caused by a number of factors, for example, such as:
неправильный выбор точки крепления вертикального шнура с горизонтальной опорой /3/;wrong choice of the attachment point of the vertical cord with a horizontal support / 3 /;
смещенный относительно оси вращения центр массы объекта;the center of mass of the object displaced relative to the axis of rotation;
неравномерное натяжение шнуров узла крепления, связывающих объект с поворотным стендом.uneven tension of the cords of the mount, connecting the object with a rotary stand.
Такого рода факторы не позволяют проводить корректные измерения ЭПР объектов в горизонтальной плоскости вращения, а также делают невозможным контроль специально задаваемого объекту угла наклона в пределах долей и единиц градусов. Наиболее подвержены этому объекты, имеющие размеры много больше длины волны измерительной установки. Для таких объектов характерным является сильно изрезанная диаграмма ЭПР с шириной лепестков, не превышающей доли градусов /4/. На фиг.2 приведены диаграммы ЭПР металлической прямоугольной пластины с размерами 5λх80° в секторе углов локации 0±15° относительно нормали к ее поверхности:Such factors do not allow the correct measurement of the EPR of objects in the horizontal plane of rotation, and also make it impossible to control the angle of inclination specially set for the object within fractions and units of degrees. Most susceptible to this are objects having dimensions much greater than the wavelength of the measuring installation. For such objects, a strongly rugged EPR diagram with a width of petals not exceeding a fraction of degrees / 4 / is characteristic. Figure 2 shows the EPR diagrams of a metal rectangular plate with dimensions 5λx80 ° in the sector of
с - пластина вращалась в горизонтальной плоскости вокруг малой оси, угол наклона α≅0°;c - the plate rotated in a horizontal plane around a small axis, the angle of inclination α≅0 °;
d - пластина вращалась в плоскости с углом наклона α до 1°. Анализ приведенных диаграмм ЭПР показывает, что наклон плоскости вращения объекта даже в пределах одного градуса приводит к уменьшению максимального значения ЭПР главного лепестка пластины (f) до 10 дБ и более. Такие неконтролируемые ошибки особенно недопустимы в ходе калибровки и настройки измерительной установки, когда в качестве эталонных отражателей могут применяться длинные металлические цилиндры и пластины. Таким образом, актуальной является задача точного контроля углового положения плоскости вращения объекта при измерении его диаграммы ЭПР.d - the plate rotated in a plane with an inclination angle α of up to 1 °. An analysis of the given EPR diagrams shows that the inclination of the plane of rotation of the object even within one degree leads to a decrease in the maximum EPR value of the main lobe of the plate (f) to 10 dB or more. Such uncontrolled errors are especially unacceptable during the calibration and adjustment of the measuring installation, when long metal cylinders and plates can be used as reference reflectors. Thus, the urgent task is to accurately control the angular position of the plane of rotation of the object when measuring its EPR diagram.
Цель изобретения - обеспечение контроля точности измерения угловой диаграммы ЭПР объекта.The purpose of the invention is the control of the accuracy of measuring the angular diagram of the EPR of the object.
Поставленная цель достигается тем, что в устройстве измерения ЭПР радиолокационных объектов, содержащем приемопередающий блок, регистратор, поворотный стенд с узлом крепления, служащим для установки объекта измерения, ориентированного так, что нормаль к плоскому фронту излученной приемопередатчиком электромагнитной волны лежит в плоскости вращения объекта, на поверхности объекта параллельно заданной плоскости его вращения жестко закрепляется радиопрозрачная оболочка (РПО) в форме длинного тонкого прямого кругового цилиндра (РПО-цилиндра) (6, фиг.1), полость которого частично заполнена электропроводной жидкостью. При этом размеры полости РПО-цилиндра и уровень электропроводной жидкости выбираются из соотношений (фиг.3)This goal is achieved by the fact that in the device for measuring the EPR of radar objects, which contains a transceiver unit, a recorder, a rotary stand with a mounting unit that serves to install the measurement object, oriented so that the normal to the plane front of the electromagnetic wave emitted by the transceiver lies in the plane of rotation of the object, on the surface of an object parallel to a given plane of its rotation, a radiolucent shell (RPO) in the form of a long thin straight circular cylinder (RPO-qi) is rigidly fixed Indra) (6, 1), a cavity which is partially filled with electrically conducting liquid. In this case, the dimensions of the cavity of the RPO cylinder and the level of the electrically conductive liquid are selected from the relations (Fig. 3)
b/a≥100; h≤0,2a;a≤0,5λ,b / a≥100; h≤0,2a; a≤0,5λ,
где b - длина образующей цилиндра,where b is the length of the generatrix of the cylinder,
а - диаметр основания цилиндра,a is the diameter of the base of the cylinder,
h - уровень равномерно распределенной вдоль всей длины цилиндра электропроводной жидкости,h - level evenly distributed along the entire length of the cylinder of the conductive fluid,
λ - длина волны измерительной установки.λ is the wavelength of the measurement setup.
Устройство работает следующим образом. В ходе измерения диаграммы ЭПР возможный наклон объекта с закрепленным на нем РПО-цилиндром 6 приводит к перетеканию электропроводной жидкости k в сторону наклона с соответствующим уменьшением длины протяженного объема жидкости (фиг.4) пропорционально углу наклона РПО-цилиндра αi. Таким образом, каждому конкретному углу наклона (αi) РПО-цилиндр с электропроводной жидкостью как радиолокационный отражатель будет подобен “проводящим проводам” разной длины со средним диаметром qi. При этом длина этих “проводов” равна многим длинам волн, а диаметр составляет лишь долю длины волны /5/. В данном случае точность контроля за наклоном плоскости вращения определяется по измеренному уровню максимального значения ЭПР главного лепестка m (σm) электропроводной жидкости (“провода”) при облучении ее по нормали, когда θ=0°, где θ - угол локации (фиг.5). Измеренное значение ЭПР характеризует угол наклона РПО-цилиндра и, соответственно, наклон плоскости вращения объекта.The device operates as follows. During the measurement of the EPR diagram, the possible tilt of the object with the
Сравнительно простой расчетной формулой для определения уровня ЭПР главного лепестка электропроводной жидкости (“провода”) для случая θ=0°, дающей хорошее согласие с экспериментом, является модифицированная формула Чу /5/A relatively simple calculation formula for determining the EPR level of the main lobe of an electrically conductive liquid (“wire”) for the case θ = 0 °, which gives good agreement with the experiment, is the modified formula Chu / 5 /
где - длина протяженного объема (длина “провода”) электропроводной жидкости при заданном угле наклона αi;Where - the length of the extended volume (length of the “wire”) of the electrically conductive fluid at a given angle of inclination α i ;
qi - средняя ширина объема (диаметра “провода”) электропроводной жидкости (фиг.4);q i is the average width of the volume (diameter of the “wire”) of the conductive fluid (figure 4);
i=1, 2, 3,...;i = 1, 2, 3, ...;
γ=1,78..., n=3,1415926...;γ = 1.78 ..., n = 3.1415926 ...;
λ - длина волны измерительной установки, при условии, что направление поляризации совпадает с образующей РПО-цилиндра.λ is the wavelength of the measuring setup, provided that the direction of polarization coincides with the generatrix of the RPO cylinder.
В широком диапазоне изменений значений ЭПР значение σm слабо зависит от q/λ, поэтому имеемOver a wide range of changes in the EPR values, the value of σ m weakly depends on q / λ; therefore, we have
тогда из (1) следует, что then it follows from (1) that
Установить зависимость между максимальным значением ЭПР главного лепестка (σm) электропроводной жидкости (“проводов”) и наклоном РПО-цилиндра α (фиг.5) несложно, представив объем электропроводной жидкости в проекции А (при наклоне РПО-цилиндра) в виде прямоугольного треугольника, заштрихованного на фиг.4. Треугольник в проекции получается после наклона на некоторый угол α’, определяющий угловую чувствительность устройства, при наклоне на который проекция из четырехугольной преобразуется в форму прямоугольного треугольника. При этом величина “угла чувствительности” может выбираться исходя из соотношенияIt is not difficult to establish the relationship between the maximum EPR value of the main lobe (σ m ) of the electrically conductive fluid (“wires”) and the inclination of the RPO cylinder α (Fig. 5), representing the volume of the electrically conductive fluid in the projection A (when the RPO cylinder is tilted) in the form of a right triangle shaded in FIG. 4. The triangle in the projection is obtained after tilting at a certain angle α ', which determines the angular sensitivity of the device, when tilted at which the projection from the quadrangular is converted into the shape of a rectangular triangle. Moreover, the value of the “angle of sensitivity” can be selected based on the ratio
α’=arctg(2h/b).α ’= arctan (2h / b).
Уменьшение большого катета треугольника 1i с ростом угла αi при постоянном объеме электропроводной жидкости связано с величиной σm и согласно соотношению (2) позволяет построить зависимость, представленную на фиг.6. Анализ данной зависимости позволяет сделать вывод о том, что применение РПО-цилиндра на практике позволит с высокой точностью (до десятых долей градуса) контролировать угол наклона плоскости вращения объекта, тем самым исключать возможные ошибки в измерении угловой диаграммы ЭПР. Таким образом, жестко закрепленный на объекте РПО-цилиндр при измерении его диаграммы ЭПР позволит по максимальному значению ЭПР главного лепестка определить угол наклона плоскости вращения объекта и при необходимости откорректировать его угловое положение любыми доступными способами.The decrease in the large leg of the
На практике РПО-цилиндр может крепиться к объекту измерения таким образом, чтобы была обеспечена гарантия наблюдения его главного лепестка на фоне диаграммы ЭПР самого объекта. В случае, когда требуется исключить возможное влияние отражений РПО-цилиндра на диаграмму ЭПР объекта, после контроля точности установки плоскости вращения объекта измерения, РПО-цилиндр демонтируется, и измерение диаграммы ЭПР объекта может быть продолжено без него.In practice, the RPO cylinder can be attached to the measurement object in such a way as to guarantee the observation of its main lobe against the background of the EPR diagram of the object itself. In the case when it is necessary to exclude the possible influence of reflections of the RPO cylinder on the EPR diagram of the object, after checking the accuracy of the installation of the plane of rotation of the measurement object, the RPO cylinder is dismantled, and the measurement of the EPR diagram of the object can be continued without it.
Данное устройство было испытано в условиях Эталонного радиолокационного измерительного комплекса /6/. В качестве объекта измерения использовался эталонный отражатель для калибровки измерительных установок в виде металлического цилиндра длиной 125 λ и диаметром основания 37,5 λ РПО-цилиндр был развернут относительно образующей эталонного отражателя на 30° и жестко крепился в точке, через которую проходит ось вращения объекта измерения, при этом имел размеры соответственно b=188λ, a=0,5λ, а уровень (h) равномерно распределенной вдоль всей длины цилиндра электропроводной жидкости соответствовал 0,1λ.This device has been tested in the conditions of the Reference radar measuring complex / 6 /. As a measurement object, a reference reflector was used to calibrate measuring installations in the form of a metal cylinder with a length of 125 λ and a base diameter of 37.5 λ. The RPO cylinder was deployed relative to the generatrix of the reference reflector by 30 ° and was rigidly fixed at the point through which the axis of rotation of the measurement object passes , while it had dimensions respectively b = 188λ, a = 0.5λ, and the level (h) uniformly distributed along the entire length of the cylinder of the electrically conductive liquid corresponded to 0.1λ.
Испытания проводились следующим образом. Последовательно измерялись две диаграммы ЭПР объекта с РПО-цилиндром. В обоих случаях объект равномерно вращался в плоскости, совпадающей с нормалью к плоскому фронту, излучаемой приемопередатчиком электромагнитной волны (λ=0,8 см). Отраженный сигнал в виде диаграммы ЭПР регистрировался анализатором. При первом измерении плоскость вращения объекта по возможности устанавливалась параллельно горизонту, при втором - плоскости задавался некоторый угол наклона. На фиг.7р представлена диаграмма ЭПР первого измерения, на фиг.7r - второго. Анализ измеренных таким образом диаграмм ЭПР позволяет сделать следующие выводы: максимальный уровень ЭПР главного лепестка РПО-цилиндра (m) в первом измерении позволяет согласно зависимости (фиг.6) определить, что угол наклона плоскости вращения лежит в пределах 0...0,05 градуса (0,05° соответствует “углу чувствительности”). Во втором измерении угол наклона согласно той же зависимости соответствует 0,75°. Таким образом, обеспечивается контроль за измерением угловой диаграммы ЭПР объекта с точностью до десятых-сотых долей градуса.The tests were carried out as follows. Two EPR diagrams of an object with a RPO cylinder were successively measured. In both cases, the object rotated uniformly in a plane that coincided with the normal to the plane front emitted by the electromagnetic wave transceiver (λ = 0.8 cm). The reflected signal in the form of an EPR diagram was recorded by the analyzer. In the first measurement, the plane of rotation of the object was set, if possible, parallel to the horizon, in the second, the plane was given a certain angle of inclination. On figr presents an EPR diagram of the first measurement, on figr - the second. An analysis of the EPR diagrams thus measured allows one to draw the following conclusions: the maximum EPR level of the main lobe of the RPO cylinder (m) in the first measurement allows, according to the dependence (Fig. 6), to determine that the angle of inclination of the plane of rotation lies in the
Преимуществом предлагаемого устройства является простота его реализации путем незначительной модернизации известного устройства.The advantage of the proposed device is the simplicity of its implementation by a slight upgrade of the known device.
Источники информацииSources of information
1. Майзельс Е.Н., Торгованов В.А. Измерение характеристик рассеяния радиолокационных целей.1. Mayzels E.N., Torgovanov V.A. Measuring the dispersion characteristics of radar targets.
2. Устройство измерения эффективной площади рассеяния объектов по А.С. СССР № 491111, МПК G 01 R 29/10, 1975 (прототип).2. A device for measuring the effective scattering area of objects according to A.S. USSR No. 491111, IPC G 01 R 29/10, 1975 (prototype).
3. Блэксмит, Хайатт, Мак. Введение в методы измерения радиолокационного поперечного сечения цели. ТИИЭР, 1965, т.53, № 8, с.1044.3. Blacksmith, Hyatt, Mac. An introduction to radar target cross-section measurement methods. TIIER, 1965, t. 53, No. 8, p. 1044.
4. Кобак В.О. Радиолокационные отражатели. М.: Сов. Радио, 1975, с.214-217.4. Kobak V.O. Radar reflectors. M .: Sov. Radio, 1975, p. 214-217.
5. Криспин, Маффетт. Оценка радиолокационного поперечного сечения тел простой формы. ТИИЭР, 1965, т.53, № 8, с.969-970.5. Crispin, Muffett. Evaluation of the radar cross section of bodies of simple shape. TIIER, 1965, vol. 53, No. 8, pp. 969-970.
6. Сумин А.С. и др. Контрольная для “невидимок”. АВИА-панорама. № 6, 1997. С.30.6. Sumin A.S. and others. Control for “invisible”. AVIA panorama. No. 6, 1997. P.30.
Claims (1)
Priority Applications (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
RU2003127442/09A RU2244939C1 (en) | 2003-09-11 | 2003-09-11 | Device for measuring effective scattering cross-section of object |
Applications Claiming Priority (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
RU2003127442/09A RU2244939C1 (en) | 2003-09-11 | 2003-09-11 | Device for measuring effective scattering cross-section of object |
Publications (2)
Publication Number | Publication Date |
---|---|
RU2244939C1 true RU2244939C1 (en) | 2005-01-20 |
RU2003127442A RU2003127442A (en) | 2005-03-10 |
Family
ID=34978174
Family Applications (1)
Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
---|---|---|---|
RU2003127442/09A RU2244939C1 (en) | 2003-09-11 | 2003-09-11 | Device for measuring effective scattering cross-section of object |
Country Status (1)
Country | Link |
---|---|
RU (1) | RU2244939C1 (en) |
Cited By (2)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
RU2488135C1 (en) * | 2011-12-21 | 2013-07-20 | Федеральное государственное военное образовательное учреждение высшего профессионального образования "Военный авиационный инженерный университет" (г. Воронеж) Министерства обороны Российской Федерации | Method of measuring radar cross-section of large objects in anechoic chamber |
RU2659765C1 (en) * | 2017-09-27 | 2018-07-03 | Алексей Сергеевич Грибков | Radar ranging objects radar cross-section measurement device |
-
2003
- 2003-09-11 RU RU2003127442/09A patent/RU2244939C1/en not_active IP Right Cessation
Non-Patent Citations (1)
Title |
---|
КРИСПИН, др., "Оценка радиолокационного поперечного сечения тел простой формы", ТИИЭР, 1965, т. 53, № 8, с. 969-970. * |
Cited By (2)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
RU2488135C1 (en) * | 2011-12-21 | 2013-07-20 | Федеральное государственное военное образовательное учреждение высшего профессионального образования "Военный авиационный инженерный университет" (г. Воронеж) Министерства обороны Российской Федерации | Method of measuring radar cross-section of large objects in anechoic chamber |
RU2659765C1 (en) * | 2017-09-27 | 2018-07-03 | Алексей Сергеевич Грибков | Radar ranging objects radar cross-section measurement device |
Also Published As
Publication number | Publication date |
---|---|
RU2003127442A (en) | 2005-03-10 |
Similar Documents
Publication | Publication Date | Title |
---|---|---|
Appel-Hansen | Reflectivity level of radio anechoic chambers | |
CN106501793B (en) | The device and method for calibrating plate calibration body and thz beam angle | |
KR102283698B1 (en) | System and a method for determining a radiation pattern | |
ES2230038T3 (en) | DEVICE FOR MEASURING CHARACTERISTICS OF A MAGNETIC FIELD, ESPECIALLY OF THE RADIATION DIAGRAM OF AN ANTENNA. | |
RU2244939C1 (en) | Device for measuring effective scattering cross-section of object | |
US20090033546A1 (en) | Field probe from the angular response of a rigid body | |
RU2687896C1 (en) | Device for absorption of secondary radiation in test bench of level gauges calibration | |
RU2594667C1 (en) | Radar angle reflector | |
RU2655753C1 (en) | Method of adjustment and verification of radar location levels and stand for regulation and check of radar location levels | |
CN108981922B (en) | Microwave black body emissivity measuring device and measuring method | |
RU2326400C1 (en) | Method of measurement of efficient scattering area of large dimension objects in polygon conditions | |
US11762001B2 (en) | Measurement arrangement and measurement method | |
JP2000214201A (en) | Antenna measuring method and measuring apparatus | |
RU56600U1 (en) | STAND OF ADJUSTMENT AND VERIFICATION OF RADAR RADAR LEVELS | |
RU2244940C1 (en) | Device for changing area of reflecting surface | |
RU2342672C1 (en) | Device for measurement of efficient area of large-size object dispersion | |
Derat et al. | Increasing 4-D imaging radar calibration accuracy using compact antenna test range | |
Jin et al. | Numerical analysis on the emissivity determination of microwave calibration targets by scattering measurements | |
CN110954882A (en) | Radar installation calibration device and calibration method thereof | |
RU2592046C1 (en) | Reflector of electromagnetic waves | |
US11709191B1 (en) | Compact antenna test range system and method for calibrating a compact antenna test range | |
JP3451324B2 (en) | Method of determining coverage of planar scanning near-field antenna measurement | |
RU2210789C2 (en) | Procedure measuring effective scattering surface of objects | |
CN220381299U (en) | Surface dose testing device of applicator | |
CN215986270U (en) | Wave-absorbing material performance parameter testing device |
Legal Events
Date | Code | Title | Description |
---|---|---|---|
MM4A | The patent is invalid due to non-payment of fees |
Effective date: 20050912 |