一種基于多通道同時(shí)測(cè)試的寬帶rcs測(cè)試方法
【專利摘要】本發(fā)明提供一種基于多通道同時(shí)測(cè)試的寬帶RCS測(cè)試方法，充分利用四端口矢量網(wǎng)絡(luò)分析儀的四個(gè)通道可以同時(shí)測(cè)試四路不同頻段信號(hào)的能力，通過并排擺放4組不同頻段的天線，并將收發(fā)天線的端口同矢量網(wǎng)絡(luò)分析儀收發(fā)端口直接連接，主控計(jì)算機(jī)系統(tǒng)通過LAN或GPIB等總線進(jìn)行協(xié)調(diào)控制。采用上述方案，通過充分發(fā)揮儀器多個(gè)端口同時(shí)測(cè)試的能力，再配合相應(yīng)的軟件處理，可同時(shí)進(jìn)行多個(gè)頻段的測(cè)試，能有效解決傳統(tǒng)RCS測(cè)試效率低下的問題。
【專利說明】一種基于多通道同時(shí)測(cè)試的寬帶RCS測(cè)試方法

【技術(shù)領(lǐng)域】
[0001]本發(fā)明屬于多通道同時(shí)測(cè)試的寬帶RCS測(cè)試【技術(shù)領(lǐng)域】，尤其涉及的是一種基于多通道同時(shí)測(cè)試的寬帶RCS測(cè)試方法。

【背景技術(shù)】
[0002]目標(biāo)的雷達(dá)散射截面(RCS)特性通常是一個(gè)寬頻帶指標(biāo)，因此需要在很寬的頻率范圍下測(cè)試目標(biāo)的RCS值。
[0003]對(duì)于目標(biāo)的RCS特性測(cè)試，從硬件系統(tǒng)上來(lái)說，其原理框圖如圖1所示，主要由主控計(jì)算機(jī)10、矢量網(wǎng)絡(luò)分析儀12、測(cè)試轉(zhuǎn)臺(tái)18及其轉(zhuǎn)臺(tái)控制器11、接收天線15、發(fā)射天線14、收發(fā)天線支架13和低散射支架17等部分組成，各部分通過協(xié)調(diào)配合共同完成測(cè)試工作。以遠(yuǎn)場(chǎng)測(cè)試為例介紹系統(tǒng)的具體測(cè)試過程為:首先將收發(fā)天線14、15架設(shè)在天線支架13上，被測(cè)目標(biāo)16或校準(zhǔn)用標(biāo)準(zhǔn)金屬球19放置在遠(yuǎn)處轉(zhuǎn)臺(tái)18上面的低散射支架17上；首先對(duì)系統(tǒng)進(jìn)行RCS校準(zhǔn)，先在轉(zhuǎn)臺(tái)的低散射支架17上固定RCS值已知(經(jīng)過嚴(yán)格定標(biāo)已經(jīng)確定其RCS值，或者是可以經(jīng)理論計(jì)算或仿真得出其精確RCS值)的標(biāo)準(zhǔn)金屬球19，主控計(jì)算機(jī)10通過LAN總線控制矢量網(wǎng)絡(luò)分析儀12，在其控制下，設(shè)置測(cè)量參數(shù)為S21，矢量網(wǎng)絡(luò)分析儀12端口 I產(chǎn)生連續(xù)波激勵(lì)信號(hào)，通過發(fā)射天線14輻射出去，照射到標(biāo)準(zhǔn)金屬球19，反射回來(lái)的信號(hào)由接收天線15接收后送入矢量網(wǎng)絡(luò)分析儀12端口 2中，矢量網(wǎng)絡(luò)分析儀12對(duì)接收到的信號(hào)進(jìn)行處理，主控計(jì)算機(jī)10通過LAN總線從矢量網(wǎng)絡(luò)分析儀12中獲取原始測(cè)試數(shù)據(jù)，從而得到一組數(shù)據(jù)作為頻響項(xiàng)Al，再將標(biāo)準(zhǔn)金屬球19除去、測(cè)量背景信號(hào)作為隔離項(xiàng)BI，最后將被測(cè)目標(biāo)16固定到低散射支架17上，通過控制轉(zhuǎn)臺(tái)18的旋轉(zhuǎn)得到一組數(shù)據(jù)作為測(cè)試項(xiàng)Cl，按照如下公式Dl = (Cl-Bl)/(Al-Bl)進(jìn)行數(shù)據(jù)處理，即可得到被測(cè)目標(biāo)在該頻段內(nèi)的不同方向的RCS特性曲線。目標(biāo)的RCS寬頻帶特性測(cè)試主要包括手動(dòng)更換天線直接測(cè)試和通過開關(guān)矩陣切換通道進(jìn)行測(cè)試等兩種方式。
[0004]手動(dòng)更換天線直接測(cè)試方式連線原理框圖如圖1所示，主控計(jì)算機(jī)10根據(jù)所接天線的頻段設(shè)置起始/終止頻率，按照上述測(cè)試過程，完成相應(yīng)頻段的RCS特性曲線的測(cè)試，再換成下一個(gè)頻段的收發(fā)天線，完成測(cè)試，直到將所有頻段全部測(cè)試完畢，最后由計(jì)算機(jī)軟件按照頻率值為X軸，回波損耗數(shù)據(jù)為Y軸，將所測(cè)數(shù)據(jù)合并在一張圖中，即可得到被測(cè)目標(biāo)的寬頻帶RCS特性曲線。
[0005]通過開關(guān)矩陣切換通道測(cè)試方式為，主控計(jì)算機(jī)控制矢量網(wǎng)絡(luò)分析儀和開關(guān)矩陣，通過開關(guān)矩陣的通道切換，將矢量網(wǎng)絡(luò)分析儀的收發(fā)端口分別與收發(fā)天線連通，通過主控計(jì)算機(jī)控制，可以依次完成各個(gè)頻段的RCS校準(zhǔn)，放上被測(cè)目標(biāo)后可以依次讀出不同頻段的RCS值，最后合并而成被測(cè)目標(biāo)的寬頻帶RCS特性曲線。
[0006]通過分析國(guó)內(nèi)外參考文獻(xiàn)和類似技術(shù)，為了增加目標(biāo)RCS特性測(cè)試系統(tǒng)的測(cè)量動(dòng)態(tài)范圍，系統(tǒng)用收發(fā)天線大多采用大增益標(biāo)準(zhǔn)增益喇叭天線，而大增益天線的頻段一般較窄，在進(jìn)行寬頻帶RCS特性測(cè)試時(shí)，需要經(jīng)常更換喇叭天線分別進(jìn)行測(cè)試，并將測(cè)試結(jié)果合并以最終得到目標(biāo)在很寬頻率范圍下的RCS特性?，F(xiàn)有目標(biāo)的RCS特性測(cè)試方法主要有兩種，一種是手動(dòng)更換天線直接測(cè)試法，另一種是通過開關(guān)矩陣切換通道測(cè)試法。
[0007]手動(dòng)更換天線直接測(cè)試法需要在一個(gè)頻段內(nèi)進(jìn)行校準(zhǔn)并測(cè)試目標(biāo)的RCS值，測(cè)試結(jié)束后更換另一個(gè)頻段的收發(fā)天線，同樣再進(jìn)行校準(zhǔn)并測(cè)試，直到完成所有頻段的測(cè)試，這就導(dǎo)致在更換天線的過程中易引起重復(fù)性連接誤差，同時(shí)所需的測(cè)試時(shí)間較長(zhǎng)。
[0008]通過開關(guān)矩陣切換通道測(cè)試法可以實(shí)現(xiàn)一次連接，通過切換不同的通道，同時(shí)設(shè)置相應(yīng)的起始/終止頻率，實(shí)現(xiàn)系統(tǒng)的校準(zhǔn)、測(cè)試。本方法可以有效去除更換天線的過程中所引起的重復(fù)性連接誤差，但由于增加了外配開關(guān)矩陣，導(dǎo)致系統(tǒng)動(dòng)態(tài)范圍具有一定程度的減小，并降低了整個(gè)系統(tǒng)的可靠性。
[0009]因此，現(xiàn)有技術(shù)存在缺陷，需要改進(jìn)。


【發(fā)明內(nèi)容】

[0010]本發(fā)明所要解決的技術(shù)問題是針對(duì)現(xiàn)有技術(shù)的不足，提供一種基于多通道同時(shí)測(cè)試的寬帶RCS測(cè)試方法。
[0011]本發(fā)明的技術(shù)方案如下:
[0012]一種基于多通道同時(shí)測(cè)試的寬帶RCS測(cè)試方法，其中，包括以下步驟:
[0013]步驟1:主控計(jì)算機(jī)通過網(wǎng)線與四端口矢量網(wǎng)絡(luò)分析儀及轉(zhuǎn)臺(tái)控制器相連接，收發(fā)天線架設(shè)在收發(fā)天線支架上，四端口矢量網(wǎng)絡(luò)分析儀前面板跳線端口 I源輸出端口接發(fā)射天線，前面板跳線B輸入端口接接收天線，前面板跳線端口 2源輸出端口接發(fā)射天線，前面板跳線A輸入端口接接收天線，前面板跳線端口 3源輸出端口接發(fā)射天線，前面板跳線D輸入端口接接收天線，前面板跳線端口 4源輸出端口接發(fā)射天線，前面板跳線C輸入端口接接收天線，轉(zhuǎn)臺(tái)控制器與轉(zhuǎn)臺(tái)連接控制電纜、低散射支架放置在轉(zhuǎn)臺(tái)上；
[0014]步驟2:在低散射支架上放置RCS值已知的標(biāo)準(zhǔn)金屬球，在主控計(jì)算機(jī)的控制下，設(shè)置四端口矢量網(wǎng)絡(luò)分析儀的四個(gè)不同的通道，分別對(duì)應(yīng)設(shè)置四個(gè)S參數(shù):S21、S12、S43、S34，根據(jù)所連接的收發(fā)天線的頻段設(shè)置各通道的起始/終止頻率；首先四端口矢量網(wǎng)絡(luò)分析儀前面板跳線端口 I源輸出端口發(fā)射第一個(gè)頻段的連續(xù)波激勵(lì)信號(hào)，由發(fā)射天線輻射出去，照射到標(biāo)準(zhǔn)金屬球，反射回來(lái)的信號(hào)由接收天線接收后送入四端口矢量網(wǎng)絡(luò)分析儀前面板跳線B輸入端口中，四端口矢量網(wǎng)絡(luò)分析儀記錄所測(cè)得的矢量數(shù)據(jù)S21，接著四端口矢量網(wǎng)絡(luò)分析儀前面板跳線端口 2源輸出端口發(fā)射第二個(gè)頻段的連續(xù)波激勵(lì)信號(hào)，由發(fā)射天線輻射出去，照射到標(biāo)準(zhǔn)金屬球，反射回來(lái)的信號(hào)由接收天線接收后送入四端口矢量網(wǎng)絡(luò)分析儀前面板跳線A輸入端口中，四端口矢量網(wǎng)絡(luò)分析儀記錄所測(cè)得的矢量數(shù)據(jù)S12，然后四端口矢量網(wǎng)絡(luò)分析儀前面板跳線端口 3源輸出端口發(fā)射第三個(gè)頻段的連續(xù)波激勵(lì)信號(hào)，由發(fā)射天線輻射出去，照射到標(biāo)準(zhǔn)金屬球，反射回來(lái)的信號(hào)由接收天線接收后送入四端口矢量網(wǎng)絡(luò)分析儀前面板跳線D輸入端口中，四端口矢量網(wǎng)絡(luò)分析儀記錄所測(cè)得的矢量數(shù)據(jù)S43，最后四端口矢量網(wǎng)絡(luò)分析儀前面板跳線端口 4源輸出端口發(fā)射第四個(gè)頻段的連續(xù)波激勵(lì)信號(hào)，由發(fā)射天線輻射出去，照射到標(biāo)準(zhǔn)金屬球，反射回來(lái)的信號(hào)由接收天線接收后送入四端口矢量網(wǎng)絡(luò)分析儀前面板跳線C輸入端口中，四端口矢量網(wǎng)絡(luò)分析儀記錄所測(cè)得的矢量數(shù)據(jù)S34 ；
[0015]步驟3:主控計(jì)算機(jī)從四端口矢量網(wǎng)絡(luò)分析儀中分別獲取原始測(cè)試數(shù)據(jù)S21、S12、S43、S34，從而得到一組測(cè)量標(biāo)準(zhǔn)金屬球的矢量回波數(shù)據(jù)，該組數(shù)據(jù)包括隨頻率變化的幅度與相位信息，將該組數(shù)據(jù)作為頻響項(xiàng)Al、A2、A3、A4 ;
[0016]步驟4:將標(biāo)準(zhǔn)金屬球拿掉，重復(fù)步驟2、3，從而得到一組測(cè)量背景信號(hào)的矢量數(shù)據(jù)作為隔離項(xiàng)B1、B2、B3、B4 ；
[0017]步驟5:將被測(cè)目標(biāo)放置到低散射支架上，在主控計(jì)算機(jī)的控制下，轉(zhuǎn)臺(tái)控制器控制轉(zhuǎn)臺(tái)旋轉(zhuǎn)，同時(shí)觸發(fā)四通道矢量網(wǎng)絡(luò)分析儀開始掃描，重復(fù)步驟2、3，從而獲得被測(cè)目標(biāo)在不同方向上的四個(gè)頻段內(nèi)的矢量數(shù)據(jù)Cl、C2、C3、C4 ；
[0018]步驟6:主控計(jì)算機(jī)將四通道矢量網(wǎng)絡(luò)分析儀存儲(chǔ)的四個(gè)頻段的矢量數(shù)據(jù)Al?A4、B1 ?B4、C1 ?C4 讀入后，按照如下公式(D1 = (Cl-Bl)/(Al-Bl), D2 = (C2-B2)/(A2-B2)、D3 = (C3-B3)/(A3-B3)、D4 = (C4-B4) / (A4-B4))進(jìn)行數(shù)據(jù)處理，即可得到被測(cè)目標(biāo)在各頻段上的矢量回波數(shù)據(jù)Dl?D4 ;
[0019]步驟7:在直角坐標(biāo)系中，以頻率值為X軸，回波損耗數(shù)據(jù)為Y軸，將步驟6中得到的數(shù)據(jù)Dl?D4合并到一張圖中，即可得到被測(cè)目標(biāo)在整個(gè)頻段上的RCS值的變化曲線。
[0020]所述的基于多通道同時(shí)測(cè)試的寬帶RCS測(cè)試方法，其中，所述系統(tǒng)控制單元為主控計(jì)算機(jī)，通過LAN總線或GPIB總線實(shí)現(xiàn)測(cè)試系統(tǒng)的自動(dòng)控制。
[0021]所述的基于多通道同時(shí)測(cè)試的寬帶RCS測(cè)試方法，其中，所述信號(hào)產(chǎn)生與處理單元由矢量網(wǎng)絡(luò)分析儀組成，用于實(shí)現(xiàn)激勵(lì)信號(hào)的產(chǎn)生及接收信號(hào)的處理。
[0022]所述的基于多通道同時(shí)測(cè)試的寬帶RCS測(cè)試方法，其中，所述方位控制單元包括測(cè)試轉(zhuǎn)臺(tái)、轉(zhuǎn)臺(tái)控制器及低散射支架，用于實(shí)現(xiàn)遠(yuǎn)程控制轉(zhuǎn)臺(tái)進(jìn)行方位旋轉(zhuǎn)，以實(shí)現(xiàn)被測(cè)目標(biāo)的方位改變。
[0023]所述的基于多通道同時(shí)測(cè)試的寬帶RCS測(cè)試方法，其中，所述多通道由四端口矢量網(wǎng)絡(luò)分析儀前面板跳線中的四個(gè)源輸出端口和四個(gè)接收端口組成，工作頻段與所連接的收發(fā)天線工作頻率相對(duì)應(yīng)。
[0024]所述的基于多通道同時(shí)測(cè)試的寬帶RCS測(cè)試方法，其中，所述收發(fā)天線包括發(fā)射天線和接收天線，分別由兩組相同的高增益喇機(jī)天線構(gòu)成。
[0025]所述的基于多通道同時(shí)測(cè)試的寬帶RCS測(cè)試方法，其中，所述被測(cè)目標(biāo)包括背景、標(biāo)準(zhǔn)金屬球和被測(cè)目標(biāo)。
[0026]充分利用四端口矢量網(wǎng)絡(luò)分析儀的四個(gè)通道可以同時(shí)測(cè)試不同頻段信號(hào)的能力，通過并排擺放4組不同頻段的天線，并將收發(fā)天線的端口同矢量網(wǎng)絡(luò)分析儀收發(fā)端口直接連接，主控計(jì)算機(jī)系統(tǒng)軟件通過LAN或GPIB等總線進(jìn)行協(xié)調(diào)控制，首先對(duì)系統(tǒng)進(jìn)行RCS校準(zhǔn)，先在轉(zhuǎn)臺(tái)的低散射支架上固定RCS特性已知(經(jīng)過嚴(yán)格定標(biāo)已經(jīng)確定其RCS值，或者是可以經(jīng)理論計(jì)算或仿真得出其精確RCS值)的標(biāo)準(zhǔn)金屬球，矢量網(wǎng)絡(luò)分析儀的四個(gè)不同的發(fā)射源端口依次產(chǎn)生不同頻率的連續(xù)波激勵(lì)信號(hào)，分別通過相應(yīng)的發(fā)射天線輻射出去，照射到金屬球，反射回來(lái)的信號(hào)由相對(duì)應(yīng)的接收天線接收后送入相應(yīng)的矢量網(wǎng)絡(luò)分析儀接收端口中，矢量網(wǎng)絡(luò)分析儀同時(shí)對(duì)接收到的四組不同信號(hào)進(jìn)行處理，主控計(jì)算機(jī)通過LAN總線從矢量網(wǎng)絡(luò)分析儀中獲取原始測(cè)試數(shù)據(jù)，從而得到一組數(shù)據(jù)作為頻響項(xiàng)，再將標(biāo)準(zhǔn)金屬球除去、同樣測(cè)量背景信號(hào)作為隔離項(xiàng)，完成各頻段的系統(tǒng)校準(zhǔn)。再將被測(cè)目標(biāo)固定到低散射支架上，通過控制轉(zhuǎn)臺(tái)的旋轉(zhuǎn)就可以得到被測(cè)目標(biāo)的不同方向的各個(gè)頻段的RCS特性。這樣即可在不更換天線的情況下同時(shí)在4個(gè)頻段進(jìn)行目標(biāo)RCS特性的測(cè)試，最后再合并成全頻段的RCS特性曲線，使得一次測(cè)試可以覆蓋更寬的頻率范圍，因此可大大提高測(cè)試效率，簡(jiǎn)化測(cè)試流程。
[0027]采用上述方案，通過充分發(fā)揮儀器多個(gè)端口同時(shí)測(cè)試的能力，再配合相應(yīng)的處理，可同時(shí)進(jìn)行多個(gè)頻段的測(cè)試，能有效解決傳統(tǒng)RCS測(cè)試效率低下的問題。

【專利附圖】

【附圖說明】
[0028]圖1為現(xiàn)有技術(shù)中RCS測(cè)試原理框圖。
[0029]圖2為本發(fā)明RCS測(cè)試方法原理框圖。

【具體實(shí)施方式】
[0030]以下結(jié)合附圖和具體實(shí)施例，對(duì)本發(fā)明進(jìn)行詳細(xì)說明。
[0031]實(shí)施例1
[0032]如圖2所示，本發(fā)明提供一種基于多通道同時(shí)測(cè)試的寬帶RCS測(cè)試方法，包括以下步驟:
[0033]步驟1:主控計(jì)算機(jī)20通過網(wǎng)線與四端口矢量網(wǎng)絡(luò)分析儀21及轉(zhuǎn)臺(tái)控制器22相連接，收發(fā)天線30?37架設(shè)在收發(fā)天線支架26上，四端口矢量網(wǎng)絡(luò)分析儀21前面板跳線端口 I源輸出端口接發(fā)射天線30，前面板跳線B輸入端口接接收天線31，前面板跳線端口 2源輸出端口接發(fā)射天線32，前面板跳線A輸入端口接接收天線33，前面板跳線端口 3源輸出端口接發(fā)射天線34，前面板跳線D輸入端口接接收天線35，前面板跳線端口 4源輸出端口接發(fā)射天線36，前面板跳線C輸入端口接接收天線37，轉(zhuǎn)臺(tái)控制器22與轉(zhuǎn)臺(tái)25連接控制電纜、低散射支架24放置在轉(zhuǎn)臺(tái)25上；
[0034]步驟2:在低散射支架24上放置RCS值已知(經(jīng)過嚴(yán)格定標(biāo)已經(jīng)確定其RCS值，或者是可以經(jīng)理論計(jì)算或仿真得出其精確RCS值)的標(biāo)準(zhǔn)金屬球23，在主控計(jì)算機(jī)20的控制下，設(shè)置四端口矢量網(wǎng)絡(luò)分析儀的四個(gè)不同的通道，分別對(duì)應(yīng)設(shè)置四個(gè)S參數(shù):S21、S12、S43、S34，根據(jù)所連接的收發(fā)天線的頻段設(shè)置各通道的起始/終止頻率。首先四端口矢量網(wǎng)絡(luò)分析儀21前面板跳線端口 I源輸出端口發(fā)射第一個(gè)頻段的連續(xù)波激勵(lì)信號(hào)，由發(fā)射天線30輻射出去，照射到標(biāo)準(zhǔn)金屬球23，反射回來(lái)的信號(hào)由接收天線31接收后送入四端口矢量網(wǎng)絡(luò)分析儀21前面板跳線B輸入端口中，四端口矢量網(wǎng)絡(luò)分析儀記錄所測(cè)得的矢量數(shù)據(jù)S21，接著四端口矢量網(wǎng)絡(luò)分析儀21前面板跳線端口 2源輸出端口發(fā)射第二個(gè)頻段的連續(xù)波激勵(lì)信號(hào)，由發(fā)射天線32輻射出去，照射到標(biāo)準(zhǔn)金屬球23，反射回來(lái)的信號(hào)由接收天線33接收后送入四端口矢量網(wǎng)絡(luò)分析儀21前面板跳線A輸入端口中，四端口矢量網(wǎng)絡(luò)分析儀記錄所測(cè)得的矢量數(shù)據(jù)S12，然后四端口矢量網(wǎng)絡(luò)分析儀21前面板跳線端口 3源輸出端口發(fā)射第三個(gè)頻段的連續(xù)波激勵(lì)信號(hào)，由發(fā)射天線34輻射出去，照射到標(biāo)準(zhǔn)金屬球23，反射回來(lái)的信號(hào)由接收天線35接收后送入四端口矢量網(wǎng)絡(luò)分析儀21前面板跳線D輸入端口中，四端口矢量網(wǎng)絡(luò)分析儀記錄所測(cè)得的矢量數(shù)據(jù)S43，最后四端口矢量網(wǎng)絡(luò)分析儀21前面板跳線端口 4源輸出端口發(fā)射第四個(gè)頻段的連續(xù)波激勵(lì)信號(hào)，由發(fā)射天線36輻射出去，照射到標(biāo)準(zhǔn)金屬球23，反射回來(lái)的信號(hào)由接收天線37接收后送入四端口矢量網(wǎng)絡(luò)分析儀21前面板跳線C輸入端口中，四端口矢量網(wǎng)絡(luò)分析儀記錄所測(cè)得的矢量數(shù)據(jù)S34 ；
[0035]步驟3:主控計(jì)算機(jī)20從四端口矢量網(wǎng)絡(luò)分析儀21中分別獲取原始測(cè)試數(shù)據(jù)S21、S12、S43、S34，從而得到一組測(cè)量標(biāo)準(zhǔn)金屬球23的矢量回波數(shù)據(jù)，該組數(shù)據(jù)包括隨頻率變化的幅度與相位信息，將該組數(shù)據(jù)作為頻響項(xiàng)A1、A2、A3、A4 ；
[0036]步驟4:將標(biāo)準(zhǔn)金屬球23拿掉，重復(fù)步驟2、3，從而得到一組測(cè)量背景信號(hào)的矢量數(shù)據(jù)作為隔離項(xiàng)B1、B2、B3、B4 ；
[0037]步驟5:將被測(cè)目標(biāo)27放置到低散射支架24上，在主控計(jì)算機(jī)20的控制下，轉(zhuǎn)臺(tái)控制器22控制轉(zhuǎn)臺(tái)25旋轉(zhuǎn)，同時(shí)觸發(fā)四通道矢量網(wǎng)絡(luò)分析儀21開始掃描，重復(fù)步驟2、3，從而獲得被測(cè)目標(biāo)27在不同方向上的四個(gè)頻段內(nèi)的矢量數(shù)據(jù)Cl、C2、C3、C4 ;
[0038]步驟6:主控計(jì)算機(jī)20將四通道矢量網(wǎng)絡(luò)分析儀21存儲(chǔ)的四個(gè)頻段的矢量數(shù)據(jù)Al ?A4、B1 ?B4、C1 ?C4 讀入后，按照如下公式(D1 = (Cl-Bl) / (Al-Bl), D2 = (C2-B2) /(A2-B2)、D3= (C3-B3)/(A3-B3)、D4 = (C4-B4) / (A4-B4))進(jìn)行數(shù)據(jù)處理，即可得到被測(cè)目標(biāo)在各頻段上的矢量回波數(shù)據(jù)Dl?D4 ;
[0039]步驟7:在直角坐標(biāo)系中，以頻率值為X軸，回波損耗數(shù)據(jù)為Y軸，將步驟6中得到的數(shù)據(jù)Dl?D4合并到一張圖中，即可得到被測(cè)目標(biāo)在整個(gè)頻段上的RCS值的變化曲線。
[0040]上述方法中，所述系統(tǒng)控制單元為主控計(jì)算機(jī)，通過LAN總線或GPIB總線實(shí)現(xiàn)測(cè)試系統(tǒng)的自動(dòng)控制。
[0041]上述方法中，所述信號(hào)產(chǎn)生與處理單元由矢量網(wǎng)絡(luò)分析儀組成，用于實(shí)現(xiàn)激勵(lì)信號(hào)的產(chǎn)生及接收信號(hào)的處理。
[0042]上述方法中，所述方位控制單元包括測(cè)試轉(zhuǎn)臺(tái)、轉(zhuǎn)臺(tái)控制器及低散射支架，用于實(shí)現(xiàn)遠(yuǎn)程控制轉(zhuǎn)臺(tái)進(jìn)行方位旋轉(zhuǎn)，以實(shí)現(xiàn)被測(cè)目標(biāo)的方位改變。上述方法中，所述多通道由四端口矢量網(wǎng)絡(luò)分析儀前面板跳線中的四個(gè)源輸出端口和四個(gè)接收端口(A輸入、B輸入、C輸入、D輸入)組成，工作頻段與所連接的收發(fā)天線工作頻率相對(duì)應(yīng)。
[0043]上述方法中，所述收發(fā)天線包括發(fā)射天線和接收天線，分別由兩組相同的高增益喇口八天線構(gòu)成。
[0044]上述方法中，所述被測(cè)目標(biāo)包括背景、標(biāo)準(zhǔn)金屬球和被測(cè)目標(biāo)。
[0045]本發(fā)明充分利用四端口矢量網(wǎng)絡(luò)分析儀的四個(gè)通道可以同時(shí)測(cè)試不同頻段信號(hào)的能力，通過并排擺放4組不同頻段的天線，并將收發(fā)天線的端口同矢量網(wǎng)絡(luò)分析儀收發(fā)端口直接連接，主控計(jì)算機(jī)系統(tǒng)軟件通過LAN或GPIB等總線進(jìn)行協(xié)調(diào)控制，首先對(duì)系統(tǒng)進(jìn)行RCS校準(zhǔn)，先在轉(zhuǎn)臺(tái)的低散射支架上固定RCS特性已知(經(jīng)過嚴(yán)格定標(biāo)已經(jīng)確定其RCS值，或者是可以經(jīng)理論計(jì)算或仿真得出其精確RCS值)的標(biāo)準(zhǔn)金屬球，矢量網(wǎng)絡(luò)分析儀的四個(gè)不同的發(fā)射源端口依次產(chǎn)生不同頻率的連續(xù)波激勵(lì)信號(hào)，分別通過相應(yīng)的發(fā)射天線輻射出去，照射到金屬球，反射回來(lái)的信號(hào)由相對(duì)應(yīng)的接收天線接收后送入相應(yīng)的矢量網(wǎng)絡(luò)分析儀接收端口中，矢量網(wǎng)絡(luò)分析儀同時(shí)對(duì)接收到的四組不同信號(hào)進(jìn)行處理，主控計(jì)算機(jī)通過LAN總線從矢量網(wǎng)絡(luò)分析儀中獲取原始測(cè)試數(shù)據(jù)，從而得到一組數(shù)據(jù)作為頻響項(xiàng)，再將標(biāo)準(zhǔn)金屬球除去、同樣測(cè)量背景信號(hào)作為隔離項(xiàng)，完成各頻段的系統(tǒng)校準(zhǔn)。再將被測(cè)目標(biāo)固定到低散射支架上，通過控制轉(zhuǎn)臺(tái)的旋轉(zhuǎn)就可以得到被測(cè)目標(biāo)的不同方向的各個(gè)頻段的RCS特性。這樣即可在不更換天線的情況下同時(shí)在4個(gè)頻段進(jìn)行目標(biāo)RCS特性的測(cè)試，最后再合并成全頻段的RCS特性曲線，使得一次測(cè)試可以覆蓋更寬的頻率范圍，因此可大大提高測(cè)試效率，簡(jiǎn)化測(cè)試流程。
[0046]本發(fā)明:1、利用矢量網(wǎng)絡(luò)分析儀的多通道可不同頻段同時(shí)測(cè)試的能力實(shí)現(xiàn)多路信號(hào)的同時(shí)測(cè)試；2、利用計(jì)算機(jī)的多線程、分時(shí)復(fù)用能力實(shí)現(xiàn)數(shù)據(jù)的快速處理。
[0047]采用上述方案，通過充分發(fā)揮儀器多個(gè)端口同時(shí)測(cè)試的能力，再配合相應(yīng)的處理，可同時(shí)進(jìn)行多個(gè)頻段的測(cè)試，能有效解決傳統(tǒng)RCS測(cè)試效率低下的問題。并且通過架設(shè)多組天線、多通道不同頻率范圍同時(shí)測(cè)試并優(yōu)化數(shù)據(jù)采集處理方法，最終達(dá)到寬頻帶、快速測(cè)量被測(cè)目標(biāo)RCS特性的目的，可有效去除重復(fù)性連接誤差，并大大減小所用測(cè)試時(shí)間。
[0048]應(yīng)當(dāng)理解的是，對(duì)本領(lǐng)域普通技術(shù)人員來(lái)說，可以根據(jù)上述說明加以改進(jìn)或變換，而所有這些改進(jìn)和變換都應(yīng)屬于本發(fā)明所附權(quán)利要求的保護(hù)范圍。
【權(quán)利要求】
1.一種基于多通道同時(shí)測(cè)試的寬帶RCS測(cè)試方法，其特征在于，包括以下步驟: 步驟1:主控計(jì)算機(jī)(20)通過網(wǎng)線與四端口矢量網(wǎng)絡(luò)分析儀(21)及轉(zhuǎn)臺(tái)控制器(22)相連接，收發(fā)天線架設(shè)在收發(fā)天線支架(26)上，四端口矢量網(wǎng)絡(luò)分析儀(21)前面板跳線端口 I源輸出端口接發(fā)射天線(30)，前面板跳線B輸入端口接接收天線(31)，前面板跳線端口 2源輸出端口接發(fā)射天線(32)，前面板跳線A輸入端口接接收天線(33)，前面板跳線端口 3源輸出端口接發(fā)射天線(34)，前面板跳線D輸入端口接接收天線(35)，前面板跳線端口 4源輸出端口接發(fā)射天線(36)，前面板跳線C輸入端口接接收天線(37)，轉(zhuǎn)臺(tái)控制器(22)與轉(zhuǎn)臺(tái)(25)連接控制電纜、低散射支架(24)放置在轉(zhuǎn)臺(tái)(25)上； 步驟2:在低散射支架(24)上放置RCS值已知的標(biāo)準(zhǔn)金屬球(23)，在主控計(jì)算機(jī)(20)的控制下，設(shè)置四端口矢量網(wǎng)絡(luò)分析儀的四個(gè)不同的通道，分別對(duì)應(yīng)設(shè)置四個(gè)S參數(shù):S21、S12、S43、S34，根據(jù)所連接的收發(fā)天線的頻段設(shè)置各通道的起始/終止頻率；首先四端口矢量網(wǎng)絡(luò)分析儀(21)前面板跳線端口 I源輸出端口發(fā)射第一個(gè)頻段的連續(xù)波激勵(lì)信號(hào)，由發(fā)射天線(30)輻射出去，照射到標(biāo)準(zhǔn)金屬球(23)，反射回來(lái)的信號(hào)由接收天線(31)接收后送入四端口矢量網(wǎng)絡(luò)分析儀(21)前面板跳線B輸入端口中，四端口矢量網(wǎng)絡(luò)分析儀記錄所測(cè)得的矢量數(shù)據(jù)S21，接著四端口矢量網(wǎng)絡(luò)分析儀(21)前面板跳線端口 2源輸出端口發(fā)射第二個(gè)頻段的連續(xù)波激勵(lì)信號(hào)，由發(fā)射天線(32)輻射出去，照射到標(biāo)準(zhǔn)金屬球(23)，反射回來(lái)的信號(hào)由接收天線(33)接收后送入四端口矢量網(wǎng)絡(luò)分析儀(21)前面板跳線A輸入端口中，四端口矢量網(wǎng)絡(luò)分析儀記錄所測(cè)得的矢量數(shù)據(jù)S12，然后四端口矢量網(wǎng)絡(luò)分析儀(21)前面板跳線端口 3源輸出端口發(fā)射第三個(gè)頻段的連續(xù)波激勵(lì)信號(hào)，由發(fā)射天線(34)輻射出去，照射到標(biāo)準(zhǔn)金屬球(23)，反射回來(lái)的信號(hào)由接收天線(35)接收后送入四端口矢量網(wǎng)絡(luò)分析儀(21)前面板跳線D輸入端口中，四端口矢量網(wǎng)絡(luò)分析儀記錄所測(cè)得的矢量數(shù)據(jù)S43，最后四端口矢量網(wǎng)絡(luò)分析儀(21)前面板跳線端口 4源輸出端口發(fā)射第四個(gè)頻段的連續(xù)波激勵(lì)信號(hào)，由發(fā)射天線(36)輻射出去，照射到標(biāo)準(zhǔn)金屬球(23)，反射回來(lái)的信號(hào)由接收天線(37)接收后送入四端口矢量網(wǎng)絡(luò)分析儀(21)前面板跳線C輸入端口中，四端口矢量網(wǎng)絡(luò)分析儀記錄所測(cè)得的矢量數(shù)據(jù)S34 ； 步驟3:主控計(jì)算機(jī)(20)從四端口矢量網(wǎng)絡(luò)分析儀(21)中分別獲取原始測(cè)試數(shù)據(jù)S21、S12、S43、S34，從而得到一組測(cè)量標(biāo)準(zhǔn)金屬球(23)的矢量回波數(shù)據(jù)，該組數(shù)據(jù)包括隨頻率變化的幅度與相位信息，將該組數(shù)據(jù)作為頻響項(xiàng)Al、A2、A3、A4 ； 步驟4:將標(biāo)準(zhǔn)金屬球(23)拿掉，重復(fù)步驟2、3，從而得到一組測(cè)量背景信號(hào)的矢量數(shù)據(jù)作為隔離項(xiàng)B1、B2、B3、B4 ； 步驟5:將被測(cè)目標(biāo)(27)放置到低散射支架(24)上，在主控計(jì)算機(jī)(20)的控制下，轉(zhuǎn)臺(tái)控制器(22)控制轉(zhuǎn)臺(tái)(25)旋轉(zhuǎn)，同時(shí)觸發(fā)四通道矢量網(wǎng)絡(luò)分析儀(21)開始掃描，重復(fù)步驟2、3，從而獲得被測(cè)目標(biāo)(27)在不同方向上的四個(gè)頻段內(nèi)的矢量數(shù)據(jù)C1、C2、C3、C4 ; 步驟6:主控計(jì)算機(jī)(20)將四通道矢量網(wǎng)絡(luò)分析儀(21)存儲(chǔ)的四個(gè)頻段的矢量數(shù)據(jù)Al ?A4、B1 ?B4、C1 ?C4 讀入后，按照如下公式(D1 = (Cl-Bl) / (Al-Bl), D2 = (C2-B2) /(A2-B2)、D3= (C3-B3)/(A3-B3)、D4 = (C4-B4) / (A4-B4))進(jìn)行數(shù)據(jù)處理，即可得到被測(cè)目標(biāo)在各頻段上的矢量回波數(shù)據(jù)Dl?D4 ; 步驟7:在直角坐標(biāo)系中，以頻率值為X軸，回波損耗數(shù)據(jù)為Y軸，將步驟6中得到的數(shù)據(jù)Dl?D4合并到一張圖中，即可得到被測(cè)目標(biāo)在整個(gè)頻段上的RCS值的變化曲線。
2.如權(quán)利要求1所述的基于多通道同時(shí)測(cè)試的寬帶RCS測(cè)試方法，其特征在于，所述系統(tǒng)控制單元為主控計(jì)算機(jī)，通過LAN總線或GPIB總線實(shí)現(xiàn)測(cè)試系統(tǒng)的自動(dòng)控制。
3.如權(quán)利要求1所述的基于多通道同時(shí)測(cè)試的寬帶RCS測(cè)試方法，其特征在于，所述信號(hào)產(chǎn)生與處理單元由矢量網(wǎng)絡(luò)分析儀組成，用于實(shí)現(xiàn)激勵(lì)信號(hào)的產(chǎn)生及接收信號(hào)的處理。
4.如權(quán)利要求1所述的基于多通道同時(shí)測(cè)試的寬帶RCS測(cè)試方法，其特征在于，所述方位控制單元包括測(cè)試轉(zhuǎn)臺(tái)、轉(zhuǎn)臺(tái)控制器及低散射支架，用于實(shí)現(xiàn)遠(yuǎn)程控制轉(zhuǎn)臺(tái)進(jìn)行方位旋轉(zhuǎn)，以實(shí)現(xiàn)被測(cè)目標(biāo)的方位改變。
5.如權(quán)利要求1所述的基于多通道同時(shí)測(cè)試的寬帶RCS測(cè)試方法，其特征在于，所述多通道由四端口矢量網(wǎng)絡(luò)分析儀前面板跳線中的四個(gè)源輸出端口和四個(gè)接收端口組成，工作頻段與所連接的收發(fā)天線工作頻率相對(duì)應(yīng)。
6.如權(quán)利要求1所述的基于多通道同時(shí)測(cè)試的寬帶RCS測(cè)試方法，其特征在于，所述收發(fā)天線包括發(fā)射天線和接收天線，分別由兩組相同的高增益喇叭天線構(gòu)成。
7.如權(quán)利要求1所述的基于多通道同時(shí)測(cè)試的寬帶RCS測(cè)試方法，其特征在于，所述被測(cè)目標(biāo)包括背景、標(biāo)準(zhǔn)金屬球和被測(cè)目標(biāo)。
【文檔編號(hào)】G01R29/08GK104133120SQ201410366816
【公開日】2014年11月5日 申請(qǐng)日期:2014年7月29日 優(yōu)先權(quán)日:2014年7月29日
【發(fā)明者】年夫順, 唐敬雙, 王亞海, 常慶功, 張文濤, 金羲宸 申請(qǐng)人:中國(guó)電子科技集團(tuán)公司第四十一研究所