● 摘要
RCS测量技术是研究目标雷达特征的一个重要手段。通过对各种目标的实际测量，不仅可以取得对基本散射现象的了解，检验理论分析的结果，而且可以获得大量的目标特征数据，建立目标特性数据库，另外，还可对新型装备的设计论证提供依据。限于目标的尺寸，真实目标测量一般在室外场地进行。近年来得到广泛应用和发展的脉间变频技术在外场RCS测量及成像测试中具有很多优点。本文详细介绍了脉间变频技术和二维成像的基本原理。从雷达分辨力的基本概念出发，介绍了脉间变频技术的基本原理以及脉间变频信号的模糊函数，从旋转目标成像的基本原理出发，说明了使用脉间变频技术进行外场二维成像测试的原理和基本算法，并给出了计算机仿真结果。以脉间变频技术的基本原理为基础，针对外场测试的实际，结合已投入使用的双通道脉间变频外场RCS测量及二维成像测试雷达系统，详细说明了频分双通道系统的参数设计，工程设计，微波射频模块、时序控制模块和系统主控模块等硬件模块设计实现及系统控制和数据采集模块和数据处理模块等软件模块的设计实现方面的内容，给出并讨论了系统半物理仿真结果，实际指标测试结果以及真实目标的实际测试结果，并给出了一种频率扩展的方案。结合工程实际，讨论了外场测试中可能存在的误差，详细分析了系统正交解调不平衡所造成的影响，基于脉间变频的原理，提出了一种实时校准方法，并讨论了几种误差修正算法，给出了利用闭环仿真数据进行修正的结果。详细讨论了系统中可能出现的中频频率误差对测试结果造成的影响，给出了计算机仿真结果，通过仿真结果得出了中频频率误差所造成影响的一般规律，并给出了可以忽略此误差的条件。研究了不满足远场条件对二维成像结果的影响以及修正方法，给出了仿真结果。初步探讨了近场测量结果的远场修正问题。介绍了平面波角谱的基本原理，并从角谱的基本原理出发，推导了天线耦合公式的不同表述，由天线测量的误差模型，建立了RCS测量的误差模型，并建立了近场散射和远场散射之间的链条关系式。由天线耦合公式导出了近场散射和远场散射间的关系，并进行了仿真，给出并讨论了仿真结果。