某型雷达目标rcs测量技术方法探究

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1、某型雷达目标RCS测量技术方法探究　　【摘要】目前，雷达目标特性测量作为航天测控领域的一项新技术得到广泛的应用。本文介绍了雷达散射截面（RCS）测量原理、测量系统的组成以及RCS标定与解算，阐述了RCS测量的关键技术及相关理论。【关键词】雷达；RCS测量；目标特性1.引言随着靶场职能使命的拓展以及雷达测量技术的发展，靶场雷达测量不仅希望取得被测目标的位置、速度、加速度以及外弹道信息，还希望取得更多的有关目标特性信号，从而推导出目标的形状、体积、质量等，达到目标识别的目的。作为靶场高精度测控网的主力设备，某型雷达能够完成中高空飞行目标的测量任务，实时提供

2、目标的距离、方位角、俯仰角等信息。本文对RCS（RadarCrossSection）测量进行了技术研究，叙述了RCS测量原理、测量系统的组成以及RCS标定与解算。2.RCS测量原理5雷达目标特征信号是雷达发射的电磁波与目标相互作用所产生的各种信息，它隐含于雷达回波之中，通过对雷达回波幅度与相位的处理、分析和变换，得到雷达RCS及其统计特征参数、角闪烁及其统计特征参数、极化散射矩阵、散射中心分布以及极点等参量，推导出目标形状、体积、姿态，达到对遥远目标进行分类、辨认和识别的目的。用雷达发射天线对准目标进行照射，到达目标的单位面积上的脉冲功率密度为：（1）

3、式中：为发射脉冲功率，为发射天线增益，为发射天线至目标距离，为上的大气吸收损耗。经目标各向散射到达接收天线上的脉冲功率为：（2）式中：为目标的RCS，为接收天线的有效口径面积，为目标至接收天线距离，为上的大气吸收损耗。由于雷达发、收共用一个天线，则到达雷达接收机输入端的脉冲信号功率为：式中：为天线增益，为目标距离，为上的大气吸收损耗，==，为波长，为接收馈线衰减。经接收机放大和衰减后，在接收机中频输出端对输出电压直接进行量化，利用功率和电压成平方、波长与频率成反比的关系，推导出测量值为：式中：为接收机中频输出信号电压，为工作频率，A为接收信道增益，为光

4、速。3.某型雷达目标RCS测量5某型雷达仅能测得目标的距离、方位角、高低角等参数，不具备RCS测量功能，因此需要在XX雷达上加装RCS测量系统，专门用来测量目标的RCS特性。因目标飞行姿态的不确定性与RCS的测量需求，RCS测量支路要求具有大动态范围宽带，使得通带内线性失真，带内信号幅度、相位波动，带内杂散信号增多，带来I/Q的误差等一系列问题。3.1系统组成RCS测量系统包括接收分系统和计算机分系统（如图1所示）。接收分系统由雷达接收机的显示支路引入反射信号功分两路，一路仍为显示支路，另一路由RCS接收通道对雷达跟踪的反射回波信号对其中频放大，AGC

5、（AutoGainControl）控制，检波、视放等幅度处理。计算机分系统在雷达转入跟踪工作状态后，按PRF（PulseRepeatFrenquency）为一帧，通过高速A/D实时录取回波信号，完成目标RCS的计算。3.2动态范围的设计对目标特性信号进行分析的前提是保证包含在回波信号内的特性信息的精确性。而实际上，运动中的目标由于运动姿态的急剧变化和雷达的观察角的变化，回波信号的幅度会急剧变化。常规AGC增益控制的方法受回路带宽的制约难以满足RCS测量的要求。需要采用瞬时AGC技术，其系统组成如图2所示。5中频信号由定向耦合器分成两路，一路经对放AGC

6、控制器产生AGC控制码送数控衰减器，另一路经τ延迟线延迟后送数控衰减器。采用高速对数放大器及高速AGC运算技术，在小于τ的时间内，瞬时完成对数控制衰减器的衰减控制。瞬时AGC技术是一种开环控制，速度主要取决于数控衰减器电子开关的动态特性，故瞬时AGC具有很宽的带宽。3.3接收系统的线性要求RCS测量系统非线性主要是由于器件工作在饱和区引起的，采用瞬时AGC后，AGC之后的电路能可靠地工作在器件的线性区，故RCS测量支路的线性取决于延时线的延时精度和数控衰减器的控制精度。通过精确标定延时线的延时精度和数控衰减器的衰减量，可以使整个支路的线性度达到指标要求

7、。对宽带接收机来说，由于混频器的非线性，也容易引起系统非线性失真。在进行宽带混频时，由于接收机的相对带宽增大，谐波杂散信号落入带内的概率加大，使得接收机信杂比变坏。因此合理地选取本振和中频频率，抑制镜像噪声，提高接收机灵敏度，避开谐波干扰。另外，在实际中系统的非线性还可通过标定进行补偿修正。3.4RCS解算与标定在式（4）中，令，则式（4）可简化为：（5）5为了准确测量雷达目标的RCS，必须实时测量上述参数。由于中各参数较稳定，可近似为常数，、为时变参数，必须进行实时测量与标定。在测量目标的RCS之前，可以利用标杆通过天线远场测试方法精确标定。4.结束

8、语目标特性研究是当今一项新的科学领域，跟据以上分析论证可以看出，在不改变某型雷达原有功能的基础