● 摘要
在微波和毫米波亚毫米波甚至更高的频段,天线和雷达散射截面测量(RCS)常常面临近场问题的困扰。而现代通讯技术,卫星技术,深空探测技术和隐身、反隐身等技术日新月易的发展,又要求天线方向图和与RCS的精密测量。论文针对测量中遇到的近场问题,研究近场辐射和散射的理论问题,并应用与整和近场测量技术以满足实际的工程需求,取得了一些经过实验检验的成果,主要包括以下几方面内容:(1) 口径天线近场传输特性是近场辐射和散射研究的基础问题。论文将在空间域、波谱域和时域内论述口径天线近场的传输特性,在全极化近场辐射的分析中给出两个描述近场传输的傅立叶变换关系,并使用球面波的平面波谱展开将其证明。(2) 电大尺寸整机目标的高分辨成像对目标的隐形设计和目标识别有着重要意义,然而,在测量中面临难以满足远场条件的困难。论文应用近场辐射的波谱域传输特性构造近场聚焦函数,并且基于近场系统传输的概念将其发展为使用金属球近场散射信号来更逼真地聚焦成像。另外,还将使用投影匹配聚焦的思想实现近场双站转台二维成像。(3) 电大尺寸整机目标的单站RCS测量同样面临近场困局。论文首先严格分析近、远场散射之间的内在联系,使用综合平面波的权重函数和平面波谱建立了二者相互转化的关系。其次,由于严格双站扫描工程实现性较差,论文基于散射中心模型实现散射测量的近远场变换。在回顾应用近场成像方法的基础上,将提出卷积积分修正算法,并基于平面波综合和惠更斯原理解释卷积核函数的物理意义。此外,还分析核函数的谱域特性,并阐述、证明其解析形式傅立叶变换的存在。(4) 隐形目标双站散射特性的测量是涉及双基地雷达反隐身关键性、基础性研究。首先,论文使用紧缩场和近场平面扫描系统,将平面波照射目标的近场散射,以“数字紧缩场”的等效方式变换到远场,获得目标双站远场RCS,此外还将分析采样、扫描范围、扫描距离、目标尺寸与测量有效角域的关系。其次,论文在近场双站转台二维成像的基础上,使用双站像与远场散射间的傅立叶变换关系计算远场双站RCS。
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