论文部分内容阅读
雷达散射截面(RCS)测量在雷达探测与目标识别等领域都有重要应用。重大科研仪器研制项目对等离子体鞘套包覆目标的电磁散射机理开展研究,并对其进行RCS测量。高精度RCS测量对测量背景要求高,但是在重大科研仪器研制项目中,测量背景为高温真空腔体,并有较多杂波干扰,导致RCS测量误差大。合成孔径雷达(SAR)成像技术在方位维与距离维中具有二维分辨能力,可以解决上述问题。本文以二维SAR成像技术为基础,以RCS成像测量方法为主要内容,针对RCS测量中背景噪声高、杂波干扰等问题,提出了一种结合背景对消技术与极坐标下直接成像提取RCS算法的高精度RCS二维成像测量方法,设计了RCS测量系统的测控方案并开发其配套软件。本文的主要工作如下:1.研究了步进频率SAR成像算法的基本原理,并通过仿真和实验验证。首先介绍了步进频率信号一维高分辨原理。其次根据重大科研仪器研制项目的工程要求,对成像几何关系、方位分辨率、天线波束宽度的选取、扫描速度要求、成像性能指标和窗函数的选取进行详细介绍。然后从数字信号处理的角度,详细推导了基于步进频率信号的反投影(BP)成像算法。最后通过基于散射中心模型的二维成像仿真、基于FEKO的二维成像仿真和微波暗室内二维成像实验验证了BP成像算法。2.以BP成像算法为基础,研究了RCS成像测量方法。首先介绍了RCS测量的基础理论。其次介绍了时域对消和频域对消两种背景对消技术,并通过频域背景对消实验,说明了背景对消技术对测量背景的改善程度。然后研究了RCS一维成像测量方法,并通过FEKO仿真实验评价其性能。最后研究了直角坐标系下和极坐标系下SAR图像与RCS的关系,并通过FEKO仿真实验说明了极坐标系下成像提取RCS与直角坐标系下成像提取RCS相比,测量精度更高。基于以上结论,提出了一种结合背景对消技术和极坐标系下直接成像提取RCS算法的高精度RCS二维成像测量方法。3.设计了RCS测量系统测控方案,并开发了其配套的测控软件。首先介绍了RCS测量系统的组成部分。其次详细介绍了RCS测量系统功能设计,其中包括矢网远程控制、矢网触发模式选择、直线导轨运动控制、综控卡功能要求和RCS测量系统时序控制。最后从需求分析、关键技术和功能模块介绍这三个方面介绍了RCS测量系统测控软件。