基于0.14 THz成像雷达的RCS测量-论文.pdf

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1、第12卷第1期太赫兹科学与电子信息学报Vo1．12，No．12014年2月JournalofTerahertzScienceandElectronicInformationTechnologyFeb．，2014文章编号：2095-4980(2014)01-0019-05基于0.14THz成像雷达的RCS测量aa,ba,b江舸，成彬彬，张健(中国工程物理研究院a.电子工程研究所；b.太赫兹研究中心，四川绵阳621999)摘要：介绍了一种在菲涅耳区测量雷达散射截面(RCS)的方法。通过近-远场变换，利用目标的一维距离像、二维

2、逆合成孔径雷达(ISAR)像数据估计目标RCS，避免了太赫兹(THz)频段RCS测量不容易满足远场条件的困难。采用强散射点提取技术剔除支架等背景噪声对测量结果的影响，提高了RCS估计精确度。利用该方法对0.14THz雷达缩比测量数据进行处理，获得了典型目标在P波段的RCS估计值。关键词：太赫兹；雷达散射截面；近-远场变换；雷达成像；缩比测量中图分类号：TN957.52献标识码：Adoi：10.11805/TKYDA201401.00190.14THzradarimagingbasedRadarCrossSectionme

3、asurementaa,ba,bJIANGGe，CHENGBin-bin，ZHANGJian(a.InstituteofElectronicEngineering；b.TerahertzResearchCenter，ChinaAcademyofEngineeringPhysics，MianyangSichuan621999，China)Abstract：CustomaryRadarCrossSection(RCS)measurementusingfar-fieldorcompactrangesislimiteddueto

4、anincreasingdifficultytoproduceplanewaveilluminationasthefrequencygrowshigher.Animage-basedtechnologyforpredictingfar-fieldRCSfrommonostaticnear-fieldmeasurementisdeveloped.Furthermore,RCSestimationaccuracyisimprovedbydecreasingthebackgroundnoiseofthetargetzone,s

5、uchastrestletable.Atlast，sampledatasetsof0.14THztargetechoarecollectedtoproduceP-bandRCSofaircraftcarrier.Keywords：Terahertz；RadarCrossSector；nearfieldtofarfieldtransformation；radarimaging；scale-modelmeasurement[1-3]对太赫兹波雷达散射截面积(RCS)进行准确测量是开展太赫兹雷达、遥感和成像等应用研究的基础。由

6、雷达散射截面的理论定义式可知，为了消除探测距离R对RCS的影响，在其定义中给出了R趋近无穷大的极限条件。在实际测量中，人们规定了最常用的标准远场条件：2Rd≥2λ(1)从式(1)可知，对于尺寸d为1m的目标及波长λ为2mm的入射波来说，其距离需大于1km才满足远场条[4-6]件。为缩减RCS测量距离，一种方法是紧缩场技术，采用偏馈抛物面(或透镜)将球面波转化为局部的平面波，避开了在远场测量中天线与测试区之间长距离的缺点；另一种办法是利用菲涅耳区目标散射测量数据外推远场目标RCS。从20世纪90年代至今，建立菲涅耳区散射和

7、远场区散射之间的关系及进行相应的误差评估和修正引[7]起了国内外许多学者的关注。如，通过卷积算法外推菲涅耳区至远场区RCS；利用基于物理光学近似的加权傅[8][9]里叶变换外推远场RCS；利用平面波近场扫描技术实现RCS测量。此外，基于合成孔径成像的RCS外推技[10-12]术具有小转角、二维像等优点，其相位和幅度近似误差更低。在进行RCS测量时，要求背景噪声足够低才能准确而有效地测出目标自身的回波信号。如果背景噪声太高，或者被测目标的RCS很低，将严重影响测量精确度。背景噪声包括目标以外所有进入接收机的外来干扰信号，如

8、环境噪声、收发天线耦合、墙、地多径回波、支架等。其中，支架是重要的背景噪声来源，它的回波在距离上和目标回波相同，不能采用距离波门选通技术来消除支架的散射。本文基于散射中心模型，使用二次辐射概念，经高频近似，将目标的RCS看作是若干个散射点或散射源发出的散射信号经矢量合成的结果。通过目标在菲涅耳区ISAR图像提取精确的