复杂目标散射场时域近场测试技术研究

发布时间：2017-05-22 16:24

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【摘要】：时域近场测试技术是以频域近场测试技术为基础,是将频域测试技术进一步拓展到时域测试中。时域近场测试具有保密性强、全天候工作、信息量大等优点。对于复杂目标的散射场测试来说,通常传统的频域测试方法只能在某个具体的频点上进行,对于超宽带内散射特性的连续测量将难以实现。为了简单快速地获取复杂目标在超宽带内的散射特性,搭建散射时域近场测试系统进行测量,获得复杂目标超宽带内的散射特性。本文的主要工作包括:首先,对时域近场测试相关的一些概念进行了基本介绍。通过具体的数值体现散射近场的范围,通过雷达链路公式计算了时域接收机需要满足的最低指标。完成了频域近远场外推到时域近远场外推理论公式的推导,并在最后总结了针对主要的测试误差修正方法中所采用的窗函数的特点。其次,使用时域测试设备进行目标散射时域近场平面测试系统硬件的搭建。对其中使用的每个部件的指标和功能都做了详细的说明。在硬件系统搭建完成后,编写合适的程序使硬件系统能够稳定运行。软件系统部分主要实现了原始数据自动采样和后续的数据处理两部分。两部分相辅相成,在保证系统能够自动运行的条件下,获得大量的近场原始数据。同样,通过后续的数据处理,才能利用原始数据获得需要的散射测试结果。最后,设计实际简化测试方案,采用远场法提供入射平面波,对复杂目标进行照射来展开散射场的时域近场平面测量,并进行了大量的实际测试。通过将标准金属球的测试结果与标准金属球的理论值进行对比,证明了该方法的正确性和在一定角域内的有效性。在此基础上,对复杂目标缩比飞机模型在多角度和多姿态的条件下进行测试,获得复杂目标的远场RCS值及复杂目标的散射特性。
【关键词】：近场散射测量 复杂目标 时域信号 雷达散射截面
【学位授予单位】：北京理工大学
【学位级别】：硕士
【学位授予年份】：2016
【分类号】：TN957
【目录】：

• 摘要5-6
• Abstract6-10
• 第1章 绪论10-15
• 1.1 本论文研究的目的和意义10-11
• 1.2 近场散射测试技术简介11-12
• 1.3 近场散射测试中的几个关键问题12
• 1.4 本文的主要工作和章节安排12-15
• 第2章 散射时域近场测试技术的基本理论15-32
• 2.1 散射场的近场和远场定义15-16
• 2.2 时域接收机的采样方式16-18
• 2.2.1 实时采样16-17
• 2.2.2 模拟采样17-18
• 2.3 散射近远场变换理论18-27
• 2.3.1 雷达散射截面概念18
• 2.3.2 雷达信号链路计算公式18-19
• 2.3.3 时域近远场变换公式推导19-27
• 2.4 散射近场测试的误差理论27-32
• 2.4.1 主要的误差来源27-29
• 2.4.2 窗函数的选取29-32
• 第三章 散射时域近场平面测试系统的组建32-51
• 3.1 散射时域近场平面测试系统的概述32-34
• 3.2 散射时域近场平面测试系统的硬件结构34-42
• 3.2.1 微波暗室34-35
• 3.2.2 时域脉冲信号源35-37
• 3.2.3 时域信号接收37-40
• 3.2.4 高精度NSI2000平面扫描采样架40-41
• 3.2.5 发射天线及接收探头41-42
• 3.3 散射时域近场平面测试系统的软件系统42-51
• 3.3.1 采样架扫描控制改造42-45
• 3.3.2 数据自动命名和保存45-47
• 3.3.3 数据处理及使用界面47-51
• 第四章 散射时域近场平面测试方案设计及验证51-63
• 4.1 理想导体球RCS的理论解51-56
• 4.2 时域平面测试方案设计56-58
• 4.3 综合平面波的仿真研究58-61
• 4.4 散射时域近场平面的实际简化方案61-62
• 4.5 本章小结62-63
• 第五章 散射近场时域平面测试实验结果分析63-81
• 5.1 标准金属球的散射测试63-73
• 5.1.1 使用Avtech-s1b与Agilent92400a进行测试63-66
• 5.1.2 使用GZ1117DN系列设备进行测试66-72
• 5.1.3 标准金属球散射测试结果72-73
• 5.2 复杂目标缩比飞机模型散射试验73-79
• 5.2.1 飞机模型双站角为 90°测试结果74-76
• 5.2.2 飞机模型双站角为 180°测试结果76-78
• 5.2.3 飞机模型双站角为 145°测试结果78-79
• 5.2.4 复杂目标缩比飞机模型散射测试结果分析79
• 5.3 基本结论79-81
• 第六章 总结与展望81-83
• 6.1 本文总结及主要工作81-82
• 6.2 后一步工作展望82-83
• 参考文献83-87
• 攻读学位期间发表论文与研究成果清单87-88
• 致谢88

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本文编号：386257