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室外場(chǎng)RCS測(cè)量方法及系統(tǒng)與流程

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室外場(chǎng)RCS測(cè)量方法及系統(tǒng)與流程
本發(fā)明涉及電磁散射領(lǐng)域,尤其涉及一種室外場(chǎng)RCS測(cè)量方法及系統(tǒng)。

背景技術(shù):
現(xiàn)有的室外場(chǎng)RCS(RadarCrossSection,雷達(dá)散射截面)測(cè)量往往是通過(guò)低通濾波器把中頻信號(hào)處理到基帶信號(hào)進(jìn)行運(yùn)算,此方法的缺點(diǎn)是信號(hào)處理過(guò)程環(huán)節(jié)較多,容易累積較多的誤差。在信號(hào)采集和處理速度較慢的情況下,上述方法采用較多。但在新型大型室外RCS測(cè)量場(chǎng)建設(shè)中,信號(hào)采集處理設(shè)備的處理速度、分辨率、帶寬等指標(biāo)都大幅提高,完全能夠直接采集中頻回波信號(hào)并進(jìn)行運(yùn)算,這時(shí)再采用傳統(tǒng)的方法就無(wú)法適應(yīng)硬件發(fā)展的形勢(shì)及RCS測(cè)量精度的要求。其次,現(xiàn)有的室外場(chǎng)RCS測(cè)量采用異地定標(biāo)的方式進(jìn)行定標(biāo),在多次采集目標(biāo)、定標(biāo)體的中頻回波信號(hào)計(jì)算RCS時(shí),通常是分別計(jì)算目標(biāo)、定標(biāo)體回波中心頻率對(duì)應(yīng)的電場(chǎng)強(qiáng)度的平均值,再代入RCS計(jì)算公式求得結(jié)果。上述方法中,多次測(cè)試?yán)鄯e生成的目標(biāo)及定標(biāo)體的上述電場(chǎng)強(qiáng)度并不相干,測(cè)試場(chǎng)內(nèi)外各種有源無(wú)源干擾會(huì)嚴(yán)重影響測(cè)得的目標(biāo)RCS準(zhǔn)確性。再者,現(xiàn)有的室外場(chǎng)RCS測(cè)量在采用多次架設(shè)定標(biāo)的方式進(jìn)行定標(biāo)時(shí),需要單獨(dú)測(cè)量目標(biāo)及定標(biāo)體的回波信號(hào),必須將定標(biāo)體不斷架設(shè)或移除,由此造成測(cè)量結(jié)果嚴(yán)重依賴于系統(tǒng)的穩(wěn)定度,測(cè)量的具體過(guò)程無(wú)法決定最后的測(cè)量結(jié)果。故上述方法無(wú)法用于對(duì)穩(wěn)定性及可靠性要求較高的測(cè)量環(huán)境。因此,亟需一種采用異地定標(biāo)方式,直接對(duì)回波中頻信號(hào)進(jìn)行采樣生成數(shù)字IQ信號(hào),多次測(cè)量結(jié)果累積具備較好相干性的室外場(chǎng)RCS測(cè)量方法及系統(tǒng)以解決上述問(wèn)題。

技術(shù)實(shí)現(xiàn)要素:
本發(fā)明提供了一種室外場(chǎng)RCS測(cè)量方法及系統(tǒng),采用異地定標(biāo)方式進(jìn)行定標(biāo),降低了系統(tǒng)穩(wěn)定度對(duì)測(cè)量精度的影響;通過(guò)直接在中頻采樣得到數(shù)字IQ信號(hào),進(jìn)而根據(jù)該數(shù)字IQ信號(hào)計(jì)算目標(biāo)RCS,避免了現(xiàn)有技術(shù)從中頻到基帶的變頻及解調(diào)、濾波,減小了上述信號(hào)處理過(guò)程造成的大量誤差;同時(shí),在多次測(cè)量時(shí),采用先代入公式計(jì)算一組數(shù)據(jù)的RCS,后對(duì)所有RCS進(jìn)行累積的方法,成功利用定標(biāo)體信號(hào)對(duì)于目標(biāo)的相參作用,有效消除了由于外部干擾產(chǎn)生的相位噪聲及衰減,保證了RCS測(cè)量的準(zhǔn)確性。本發(fā)明一方面提供一種室外場(chǎng)RCS測(cè)量方法,包括:采集至少一組回波信號(hào),所述至少一組回波信號(hào)中的任一組包括對(duì)應(yīng)于同一發(fā)射信號(hào)的、中心頻率相等的目標(biāo)中頻回波信號(hào)、及定標(biāo)體中頻回波信號(hào);針對(duì)任一組回波信號(hào),將該組回波信號(hào)中的目標(biāo)中頻回波信號(hào)進(jìn)行模數(shù)轉(zhuǎn)換生成第一數(shù)字信號(hào);將該組回波信號(hào)中的定標(biāo)體中頻回波信號(hào)進(jìn)行模數(shù)轉(zhuǎn)換生成第二數(shù)字信號(hào);對(duì)第一數(shù)字信號(hào)進(jìn)行快速傅里葉變換,得到第一復(fù)量信號(hào),根據(jù)第一復(fù)量信號(hào)獲取第一電場(chǎng)強(qiáng)度;對(duì)第二數(shù)字信號(hào)進(jìn)行快速傅里葉變換,得到第二復(fù)量信號(hào),根據(jù)第二復(fù)量信號(hào)獲取第二電場(chǎng)強(qiáng)度;根據(jù)第一電場(chǎng)強(qiáng)度及第二電場(chǎng)強(qiáng)度計(jì)算基于該組回波信號(hào)的候選RCS;若采集的回波信號(hào)為一組,將基于該組回波信號(hào)的候選RCS作為目標(biāo)RCS;所述第一電場(chǎng)強(qiáng)度為第一復(fù)量信號(hào)中,頻率等于目標(biāo)中頻回波信號(hào)中心頻率的頻點(diǎn)對(duì)應(yīng)的電場(chǎng)強(qiáng)度;所述第二電場(chǎng)強(qiáng)度為第二復(fù)量信號(hào)中,頻率等于定標(biāo)體中頻回波信號(hào)中心頻率的頻點(diǎn)對(duì)應(yīng)的電場(chǎng)強(qiáng)度。優(yōu)選地,若采集的回波信號(hào)至少為兩組,將基于每一組回波信號(hào)的候選RCS的算術(shù)平均值作為目標(biāo)RCS。優(yōu)選地,根據(jù)滿足公式1的采樣頻率及采樣點(diǎn)數(shù)對(duì)目標(biāo)中頻回波信號(hào)、及定標(biāo)體中頻回波信號(hào)進(jìn)行模數(shù)轉(zhuǎn)換;公式1其中,fm為目標(biāo)中頻回波信號(hào)中心頻率;fs為采樣頻率;N為采樣點(diǎn)數(shù);k為正整數(shù)。優(yōu)選地,根據(jù)第一復(fù)量信號(hào)獲取第一電場(chǎng)強(qiáng)度具體包括:選取第一復(fù)量信號(hào)中第(k+1)個(gè)頻點(diǎn)對(duì)應(yīng)的電場(chǎng)強(qiáng)度作為第一電場(chǎng)強(qiáng)度;根據(jù)第二復(fù)量信號(hào)獲取第二電場(chǎng)強(qiáng)度具體包括:選取第二復(fù)量信號(hào)中第(k+1)個(gè)頻點(diǎn)對(duì)應(yīng)的電場(chǎng)強(qiáng)度作為第二電場(chǎng)強(qiáng)度。優(yōu)選地,根據(jù)第一電場(chǎng)強(qiáng)度及第二電場(chǎng)強(qiáng)度計(jì)算候選RCS具體包括:根據(jù)第一電場(chǎng)強(qiáng)度、第二電場(chǎng)強(qiáng)度及公式2計(jì)算候選RCS;公式2其中,為候選RCS;為候選RCS幅值;為目標(biāo)固有相位;為第一電場(chǎng)強(qiáng)度;為第二電場(chǎng)強(qiáng)度;Rt為目標(biāo)到雷達(dá)的距離;Rc為定標(biāo)體到雷達(dá)的距離;Cc為定標(biāo)體理論值;j為虛數(shù)單位。優(yōu)選地,在對(duì)第一數(shù)字信號(hào)及第二數(shù)字信號(hào)進(jìn)行快速傅里葉變換之前,檢測(cè)并去除第一數(shù)字信號(hào)及第二數(shù)字信號(hào)中的直流偏置分量。本發(fā)明還提供一種室外場(chǎng)RCS測(cè)量系統(tǒng),包括:信號(hào)采集單元、模數(shù)轉(zhuǎn)換單元、FFT單元、電場(chǎng)強(qiáng)度獲取單元、RCS計(jì)算單元;其中,信號(hào)采集單元用于采集至少一組回波信號(hào),并將采集的回波信號(hào)發(fā)送到模數(shù)轉(zhuǎn)換單元;所述至少一組回波信號(hào)中的任一組包括對(duì)應(yīng)于同一發(fā)射信號(hào)的、中心頻率相等的目標(biāo)中頻回波信號(hào)、及定標(biāo)體中頻回波信號(hào);模數(shù)轉(zhuǎn)換單元用于接收回波信號(hào);針對(duì)任一組回波信號(hào),將該組回波信號(hào)中的目標(biāo)中頻回波信號(hào)進(jìn)行模數(shù)轉(zhuǎn)換生成第一數(shù)字信號(hào);將該組回波信號(hào)中的定標(biāo)體中頻回波信號(hào)進(jìn)行模數(shù)轉(zhuǎn)換生成第二數(shù)字信號(hào);將第一數(shù)字信號(hào)及第二數(shù)字信號(hào)發(fā)送到FFT單元;FFT單元用于對(duì)接收的第一數(shù)字信號(hào)進(jìn)行快速傅里葉變換,得到第一復(fù)量信號(hào);對(duì)接收的第二數(shù)字信號(hào)進(jìn)行快速傅里葉變換,得到第二復(fù)量信號(hào);將第一復(fù)量信號(hào)及第二復(fù)量信號(hào)發(fā)送到電場(chǎng)強(qiáng)度獲取單元;電場(chǎng)強(qiáng)度獲取單元用于根據(jù)接收的第一復(fù)量信號(hào)獲取第一電場(chǎng)強(qiáng)度;根據(jù)接收的第二復(fù)量信號(hào)獲取第二電場(chǎng)強(qiáng)度,并將第一電場(chǎng)強(qiáng)度及第二電場(chǎng)強(qiáng)度發(fā)送到RCS計(jì)算單元;RCS計(jì)算單元用于根據(jù)接收的第一電場(chǎng)強(qiáng)度及第二電場(chǎng)強(qiáng)度計(jì)算基于該組回波信號(hào)的候選RCS,并在采集的回波信號(hào)為一組時(shí),將基于該組回波信號(hào)的候選RCS作為目標(biāo)RCS;所述第一電場(chǎng)強(qiáng)度為第一復(fù)量信號(hào)中,頻率等于目標(biāo)中頻回波信號(hào)中心頻率的頻點(diǎn)對(duì)應(yīng)的電場(chǎng)強(qiáng)度;所述第二電場(chǎng)強(qiáng)度為第二復(fù)量信號(hào)中,頻率等于定標(biāo)體中頻回波信號(hào)中心頻率的頻點(diǎn)對(duì)應(yīng)的電場(chǎng)強(qiáng)度。優(yōu)選地,RCS計(jì)算單元還用于在采集的回波信號(hào)至少為兩組時(shí),將基于每一組回波信號(hào)的候選RCS的算術(shù)平均值作為目標(biāo)RCS。優(yōu)選地,模數(shù)轉(zhuǎn)換單元根據(jù)滿足公式1的采樣頻率及采樣點(diǎn)數(shù)對(duì)目標(biāo)中頻回波信號(hào)、及定標(biāo)體中頻回波信號(hào)進(jìn)行模數(shù)轉(zhuǎn)換;公式1電場(chǎng)強(qiáng)度獲取單元選取第一復(fù)量信號(hào)中第(k+1)個(gè)頻點(diǎn)對(duì)應(yīng)的電場(chǎng)強(qiáng)度作為第一電場(chǎng)強(qiáng)度,選取第二復(fù)量信號(hào)中第(k+1)個(gè)頻點(diǎn)對(duì)應(yīng)的電場(chǎng)強(qiáng)度作為第二電場(chǎng)強(qiáng)度。優(yōu)選地,RCS計(jì)算單元基于第一電場(chǎng)強(qiáng)度、第二電場(chǎng)強(qiáng)度及公式2計(jì)算候選RCS;公式2其中,為候選RCS;為候選RCS幅值;為目標(biāo)固有相位;為第一電場(chǎng)強(qiáng)度;為第二電場(chǎng)強(qiáng)度;Rt為目標(biāo)到雷達(dá)的距離;Rc為定標(biāo)體到雷達(dá)的距離;Cc為定標(biāo)體理論值;j為虛數(shù)單位。根據(jù)本發(fā)明提供的室外場(chǎng)RCS測(cè)量方法及系統(tǒng),能夠有效減小現(xiàn)有技術(shù)中多個(gè)信號(hào)處理過(guò)程產(chǎn)生的誤差,并利用目標(biāo)與定標(biāo)體的相干特性消除相位噪聲,提高測(cè)量結(jié)果精確性。同時(shí),本發(fā)明提供的室外場(chǎng)RCS測(cè)量方法及系統(tǒng)便于設(shè)計(jì),不依賴于系統(tǒng)穩(wěn)定性,只與RCS的具體測(cè)量過(guò)程相關(guān),適合在工程應(yīng)用中推廣。附圖說(shuō)明圖1是本發(fā)明的室外場(chǎng)RCS測(cè)量方法示意圖;圖2是本發(fā)明的室外場(chǎng)RCS測(cè)量方法及系統(tǒng)的定標(biāo)示意圖;圖3是本發(fā)明的室外場(chǎng)RCS測(cè)量方法及系統(tǒng)的第一電場(chǎng)強(qiáng)度獲取示意圖;圖4是本發(fā)明的室外場(chǎng)RCS測(cè)量方法及系統(tǒng)的第二電場(chǎng)強(qiáng)度獲取示意圖;圖5是本發(fā)明的室外場(chǎng)RCS測(cè)量方法及系統(tǒng)的測(cè)量結(jié)果圖。具體實(shí)施方式為使本發(fā)明的目的、技術(shù)方案及優(yōu)點(diǎn)更加清楚明白,以下參照附圖并舉出優(yōu)選實(shí)施例,對(duì)本發(fā)明進(jìn)一步詳細(xì)說(shuō)明。然而,需要說(shuō)明的是,說(shuō)明書中列出的許多細(xì)節(jié)僅僅是為了使讀者對(duì)本發(fā)明的一個(gè)或多個(gè)方面有一個(gè)透徹的理解,即便沒(méi)有這些特定的細(xì)節(jié)也可以實(shí)現(xiàn)本發(fā)明的這些方面。本發(fā)明考慮到現(xiàn)有的室外場(chǎng)RCS測(cè)量中多次架設(shè)定標(biāo)的方法嚴(yán)重依賴于系統(tǒng)的穩(wěn)定度,測(cè)量的具體過(guò)程無(wú)法決定最后的測(cè)量結(jié)果,故采用穩(wěn)定性及可靠性較高的異地定標(biāo)方法。同時(shí),利用性能大幅提升的模數(shù)轉(zhuǎn)換單元及數(shù)字信號(hào)處理單元,直接在中頻對(duì)回波信號(hào)進(jìn)行采樣得到數(shù)字IQ信號(hào),進(jìn)而根據(jù)該數(shù)字IQ信號(hào)計(jì)算目標(biāo)RCS,極大減小了現(xiàn)有技術(shù)信號(hào)處理過(guò)程中產(chǎn)生的大量誤差。另外,在多次測(cè)量時(shí),采用先代入公式計(jì)算每次測(cè)量的RCS,后對(duì)所有結(jié)果進(jìn)行累積的方法,成功利用定標(biāo)體信號(hào)對(duì)于目標(biāo)的相參作用,有效地消除了由于外部干擾產(chǎn)生的相位噪聲及衰減,保證了RCS測(cè)量的準(zhǔn)確性。本發(fā)明一方面提供一種室外場(chǎng)RCS測(cè)量方法,如圖1所示,包括:S1.采集至少一組回波信號(hào),所述至少一組回波信號(hào)中的任一組包括對(duì)應(yīng)于同一發(fā)射信號(hào)的、中心頻率相等的目標(biāo)中頻回波信號(hào)、及定標(biāo)體中頻回波信號(hào);針對(duì)任一組回波信號(hào),將該組回波信號(hào)中的目標(biāo)中頻回波信號(hào)進(jìn)行模數(shù)轉(zhuǎn)換生成第一數(shù)字信號(hào);將該組回波信號(hào)中的定標(biāo)體中頻回波信號(hào)進(jìn)行模數(shù)轉(zhuǎn)換生成第二數(shù)字信號(hào)。步驟S1中任一組回波信號(hào)中的目標(biāo)中頻回波信號(hào)、及定標(biāo)體中頻回波信號(hào)為同一雷達(dá)發(fā)射信號(hào)經(jīng)過(guò)目標(biāo)及定標(biāo)體散射,又經(jīng)過(guò)射頻到中頻的下變頻處理而形成的,二者是高度相干的信號(hào),包含相同的相位噪聲,定標(biāo)體中頻回波信號(hào)形成目標(biāo)RCS測(cè)量的相參信號(hào)。步驟S1通過(guò)直接在中頻采樣得到數(shù)字信號(hào),減小了現(xiàn)有技術(shù)中對(duì)模擬信號(hào)處理產(chǎn)生的大量誤差,有效提高了測(cè)量精度。在本發(fā)明優(yōu)選實(shí)施例中,根據(jù)滿足公式1的的采樣頻率及采樣點(diǎn)數(shù)對(duì)目標(biāo)中頻回波信號(hào)、及定標(biāo)體中頻回波信號(hào)進(jìn)行模數(shù)轉(zhuǎn)換;公式1其中,fm為目標(biāo)中頻回波信號(hào)中心頻率;fs為采樣頻率;N為采樣點(diǎn)數(shù);k為正整數(shù)。上述操作設(shè)置了采樣頻率及采樣點(diǎn)數(shù),為后續(xù)電場(chǎng)強(qiáng)度的獲取提供了依據(jù)。優(yōu)選地,目標(biāo)中頻回波信號(hào)中心頻率,等于定標(biāo)體中頻回波信號(hào)中心頻率,為60MHz,采樣頻率為240MHz。采樣點(diǎn)數(shù)根據(jù)測(cè)量具體環(huán)境及測(cè)量精度要求確定;優(yōu)選地,采樣點(diǎn)數(shù)為128。S2.對(duì)第一數(shù)字信號(hào)進(jìn)行快速傅里葉變換(FFT),得到第一復(fù)量信號(hào),根據(jù)第一復(fù)量信號(hào)獲取第一電場(chǎng)強(qiáng)度;對(duì)第二數(shù)字信號(hào)進(jìn)行快速傅里葉變換,得到第二復(fù)量信號(hào),根據(jù)第二復(fù)量信號(hào)獲取第二電場(chǎng)強(qiáng)度;第一電場(chǎng)強(qiáng)度為第一復(fù)量信號(hào)中,頻率等于目標(biāo)中頻回波信號(hào)中心頻率的頻點(diǎn)對(duì)應(yīng)的電場(chǎng)強(qiáng)度;第二電場(chǎng)強(qiáng)度為第二復(fù)量信號(hào)中,頻率等于定標(biāo)體中頻回波信號(hào)中心頻率的頻點(diǎn)對(duì)應(yīng)的電場(chǎng)強(qiáng)度。在步驟S2中,對(duì)經(jīng)過(guò)模數(shù)轉(zhuǎn)換的目標(biāo)中頻回波信號(hào)、及定標(biāo)體中頻回波信號(hào)進(jìn)行快速傅里葉變換,進(jìn)而獲取第一電場(chǎng)強(qiáng)度及第二電場(chǎng)強(qiáng)度,從而計(jì)算出目標(biāo)RCS。避免了現(xiàn)有技術(shù)從中頻到基帶的變頻及解調(diào)、濾波,消除了系統(tǒng)在各環(huán)節(jié)的累積誤差,簡(jiǎn)化了系統(tǒng)硬件配置,減小了RCS測(cè)量的數(shù)據(jù)運(yùn)算量,有助于快速準(zhǔn)確地實(shí)現(xiàn)RCS的測(cè)量。在本發(fā)明優(yōu)選實(shí)施例中,選取第一數(shù)字信號(hào)中的一部分采樣點(diǎn)進(jìn)行快速傅里葉變換,所述一部分采樣點(diǎn)包括至少一個(gè)第一數(shù)字信號(hào)周期內(nèi)的全部采樣點(diǎn)。在本發(fā)明優(yōu)選實(shí)施例中,選取第二數(shù)字信號(hào)中的一部分采樣點(diǎn)進(jìn)行快速傅里葉變換,所述一部分采樣點(diǎn)包括至少一個(gè)第二數(shù)字信號(hào)周期內(nèi)的全部采樣點(diǎn)。以上兩個(gè)步驟能夠進(jìn)一步減小快速傅里葉變換的運(yùn)算量,提高目標(biāo)RCS的計(jì)算速度。在本發(fā)明優(yōu)選實(shí)施例中,根據(jù)第一復(fù)量信號(hào)獲取第一電場(chǎng)強(qiáng)度具體包括:選取第一復(fù)量信號(hào)中第(k+1)個(gè)頻點(diǎn)對(duì)應(yīng)的電場(chǎng)強(qiáng)度作為第一電場(chǎng)強(qiáng)度;根據(jù)第二復(fù)量信號(hào)獲取第二電場(chǎng)強(qiáng)度具體包括:選取第二復(fù)量信號(hào)中第(k+1)個(gè)頻點(diǎn)對(duì)應(yīng)的電場(chǎng)強(qiáng)度作為第二電場(chǎng)強(qiáng)度。在上述步驟中,第一復(fù)量信號(hào)中第(k+1)個(gè)頻點(diǎn)的頻率等于目標(biāo)中頻回波信號(hào)中心頻率;第二復(fù)量信號(hào)中第(k+1)個(gè)頻點(diǎn)的頻率等于定標(biāo)體中頻回波信號(hào)中心頻率。本領(lǐng)域技術(shù)人員理解,第一復(fù)量信號(hào)、第二復(fù)量信號(hào)中的各頻點(diǎn)按照頻率從小到大的順序排列,上述步驟中頻點(diǎn)的選取即根據(jù)此順序。S3.根據(jù)第一電場(chǎng)強(qiáng)度及第二電場(chǎng)強(qiáng)度計(jì)算基于該組回波信號(hào)的候選RCS;若采集的回波信號(hào)為一組,將基于該組回波信號(hào)的候選RCS作為目標(biāo)RCS。在本發(fā)明優(yōu)選實(shí)施例中,根據(jù)第一電場(chǎng)強(qiáng)度及第二電場(chǎng)強(qiáng)度計(jì)算候選RCS具體包括:根據(jù)第一電場(chǎng)強(qiáng)度、第二電場(chǎng)強(qiáng)度及公式2計(jì)算候選RCS;公式2其中,為候選RCS;為候選RCS幅值;為目標(biāo)固有相位;為第一電場(chǎng)強(qiáng)度;為第二電場(chǎng)強(qiáng)度;Rt為目標(biāo)到雷達(dá)的距離;Rc為定標(biāo)體到雷達(dá)的距離;Cc為定標(biāo)體理論值;j為虛數(shù)單位。其中,為候選RCS幅值修正項(xiàng);exp[4πj(Rt-Rc)]為候選RCS相位修正項(xiàng);的測(cè)量結(jié)果對(duì)RCS測(cè)量有直接影響。由于及(Rt-Rc)的測(cè)量屬于現(xiàn)有技術(shù),此處不再贅述。在本發(fā)明優(yōu)選實(shí)施例中,本發(fā)明的室外場(chǎng)RCS測(cè)量方法還包括:若采集的回波信號(hào)至少為兩組,將基于每一組回波信號(hào)的候選RCS的算術(shù)平均值作為目標(biāo)RCS。上述步驟實(shí)現(xiàn)了對(duì)多組RCS測(cè)量結(jié)果的累積?,F(xiàn)有技術(shù)在多次采集目標(biāo)、定標(biāo)體的中頻回波信號(hào)計(jì)算RCS時(shí),通常是根據(jù)測(cè)量數(shù)據(jù)分別計(jì)算目標(biāo)、定標(biāo)體回波中心頻率值對(duì)應(yīng)的電場(chǎng)強(qiáng)度的平均值,再代入RCS計(jì)算公式求得結(jié)果。該方法多次測(cè)試?yán)鄯e生成的目標(biāo)及定標(biāo)體的上述電場(chǎng)強(qiáng)度并不相干,測(cè)試場(chǎng)內(nèi)外各種有源無(wú)源干擾會(huì)嚴(yán)重影響由此計(jì)算的目標(biāo)RCS的準(zhǔn)確性。本發(fā)明在多次測(cè)量時(shí),采用先代入公式計(jì)算(分別計(jì)算每組信號(hào)的RCS),后進(jìn)行累積(求所有RCS的平均值)的方法,成功利用定標(biāo)體信號(hào)對(duì)于目標(biāo)的相參作用,消除由于外部干擾產(chǎn)生的相位噪聲及衰減,保證了RCS測(cè)量結(jié)果的準(zhǔn)確性。以上步驟通過(guò)計(jì)算多次測(cè)量結(jié)果的算術(shù)平均值實(shí)現(xiàn)累積,得到的目標(biāo)RCS的信噪比提高為M倍(M為采集并測(cè)量的回波信號(hào)組數(shù),M為大于1的正整數(shù)),如公式3所示:公式3其中,χ為上述方法計(jì)算的目標(biāo)RCS的信噪比;C0為系統(tǒng)常數(shù);為上述方法獲取目標(biāo)RCS的噪聲功率。在本發(fā)明優(yōu)選實(shí)施例中,在對(duì)第一數(shù)字信號(hào)及第二數(shù)字信號(hào)進(jìn)行快速傅里葉變換之前,檢測(cè)并去除第一數(shù)字信號(hào)及第二數(shù)字信號(hào)中的直流偏置分量。本發(fā)明通過(guò)對(duì)中頻回波信號(hào)進(jìn)行處理實(shí)現(xiàn)RCS的計(jì)算,小的直流偏置分量不會(huì)對(duì)處理結(jié)果產(chǎn)生較大影響,但若直流偏置分量太大,其帶來(lái)的高次諧波會(huì)影響到目標(biāo)及定標(biāo)體回波信號(hào)的獲取,故在對(duì)第一數(shù)字信號(hào)及第二數(shù)字信號(hào)進(jìn)行快速傅里葉變換之前,通過(guò)采集卡檢測(cè)第一數(shù)字信號(hào)及第二數(shù)字信號(hào)中的直流偏置分量,并分別在第一數(shù)字信號(hào)及第二數(shù)字信號(hào)中予以去除。在本發(fā)明優(yōu)選實(shí)施例中,利用最小線性二乘法,通過(guò)對(duì)定標(biāo)體的多個(gè)中頻回波信號(hào)的估計(jì),能夠得到上述直流偏置分量。本發(fā)明另一方面提供一種室外場(chǎng)RCS測(cè)量系統(tǒng),包括:信號(hào)采集單元、模數(shù)轉(zhuǎn)換單元、FFT單元(快速傅里葉變換單元)、電場(chǎng)強(qiáng)度獲取單元、RCS計(jì)算單元;其中,信號(hào)采集單元用于采集至少一組回波信號(hào),并將采集的回波信號(hào)發(fā)送到模數(shù)轉(zhuǎn)換單元;所述至少一組回波信號(hào)中的任一組包括對(duì)應(yīng)于同一發(fā)射信號(hào)的、中心頻率相等的目標(biāo)中頻回波信號(hào)、及定標(biāo)體中頻回波信號(hào);模數(shù)轉(zhuǎn)換單元用于接收回波信號(hào);針對(duì)任一組回波信號(hào),將該組回波信號(hào)中的目標(biāo)中頻回波信號(hào)進(jìn)行模數(shù)轉(zhuǎn)換生成第一數(shù)字信號(hào);將該組回波信號(hào)中的定標(biāo)體中頻回波信號(hào)進(jìn)行模數(shù)轉(zhuǎn)換生成第二數(shù)字信號(hào);將第一數(shù)字信號(hào)及第二數(shù)字信號(hào)發(fā)送到FFT單元;FFT單元用于對(duì)接收的第一數(shù)字信號(hào)進(jìn)行快速傅里葉變換,得到第一復(fù)量信號(hào);對(duì)接收的第二數(shù)字信號(hào)進(jìn)行快速傅里葉變換,得到第二復(fù)量信號(hào);將第一復(fù)量信號(hào)及第二復(fù)量信號(hào)發(fā)送到電場(chǎng)強(qiáng)度獲取單元;電場(chǎng)強(qiáng)度獲取單元用于根據(jù)接收的第一復(fù)量信號(hào)獲取第一電場(chǎng)強(qiáng)度;根據(jù)接收的第二復(fù)量信號(hào)獲取第二電場(chǎng)強(qiáng)度,并將第一電場(chǎng)強(qiáng)度及第二電場(chǎng)強(qiáng)度發(fā)送到RCS計(jì)算單元;RCS計(jì)算單元用于根據(jù)接收的第一電場(chǎng)強(qiáng)度及第二電場(chǎng)強(qiáng)度計(jì)算基于該組回波信號(hào)的候選RCS,并在采集的回波信號(hào)為一組時(shí),將基于該組回波信號(hào)的候選RCS作為目標(biāo)RCS;第一電場(chǎng)強(qiáng)度為第一復(fù)量信號(hào)中,頻率等于目標(biāo)中頻回波信號(hào)中心頻率的頻點(diǎn)對(duì)應(yīng)的電場(chǎng)強(qiáng)度;第二電場(chǎng)強(qiáng)度為第二復(fù)量信號(hào)中,頻率等于定標(biāo)體中頻回波信號(hào)中心頻率的頻點(diǎn)對(duì)應(yīng)的電場(chǎng)強(qiáng)度。在本發(fā)明優(yōu)選實(shí)施例中,本發(fā)明中的定標(biāo)體為定標(biāo)球。在本發(fā)明優(yōu)選實(shí)施例中,RCS計(jì)算單元還用于在采集的回波信號(hào)至少為兩組時(shí),將基于每一組回波信號(hào)的候選RCS的算術(shù)平均值作為目標(biāo)RCS。在本發(fā)明優(yōu)選實(shí)施例中,模數(shù)轉(zhuǎn)換單元通過(guò)滿足公式1的采樣頻率及采樣點(diǎn)數(shù)對(duì)目標(biāo)中頻回波信號(hào)、及定標(biāo)體中頻回波信號(hào)進(jìn)行模數(shù)轉(zhuǎn)換;公式1電場(chǎng)強(qiáng)度獲取單元選取第一復(fù)量信號(hào)中第(k+1)個(gè)頻點(diǎn)對(duì)應(yīng)的電場(chǎng)強(qiáng)度作為第一電場(chǎng)強(qiáng)度,選取第二復(fù)量信號(hào)中第(k+1)個(gè)頻點(diǎn)對(duì)應(yīng)的電場(chǎng)強(qiáng)度作為第二電場(chǎng)強(qiáng)度。在本發(fā)明優(yōu)選實(shí)施例中,RCS計(jì)算單元根據(jù)第一電場(chǎng)強(qiáng)度及第二電場(chǎng)強(qiáng)度及公式2計(jì)算候選RCS;公式2其中,為候選RCS;為候選RCS幅值;為目標(biāo)固有相位;為第一電場(chǎng)強(qiáng)度;為第二電場(chǎng)強(qiáng)度;Rt為目標(biāo)到雷達(dá)的距離;Rc為定標(biāo)體到雷達(dá)的距離;Cc為定標(biāo)體理論值;j為虛數(shù)單位。圖2是本發(fā)明的室外場(chǎng)RCS測(cè)量方法及系統(tǒng)的定標(biāo)示意圖,圖中A為雷達(dá),C為定標(biāo)體,T為目標(biāo)。圖3是本發(fā)明的第一電場(chǎng)強(qiáng)度獲取示意圖。圖中示出,第一復(fù)量信號(hào)中第(k+1)個(gè)頻點(diǎn)的頻率等于目標(biāo)中頻回波信號(hào)的中心頻率,選取該頻點(diǎn)(即圖中的中頻頻響)對(duì)應(yīng)的電場(chǎng)強(qiáng)度作為第一電場(chǎng)強(qiáng)度。(圖中只示出了電場(chǎng)強(qiáng)度幅值)圖4是本發(fā)明的第二電場(chǎng)強(qiáng)度獲取示意圖。圖中示出,第二復(fù)量信號(hào)中第(k+1)個(gè)頻點(diǎn)的頻率等于定標(biāo)體中頻回波信號(hào)的中心頻率,選取該頻點(diǎn)(即圖中的中頻頻響)對(duì)應(yīng)的電場(chǎng)強(qiáng)度作為第二電場(chǎng)強(qiáng)度。(圖中只示出了電場(chǎng)強(qiáng)度幅值)圖5是本發(fā)明的測(cè)量結(jié)果圖,圖中1是根據(jù)本發(fā)明的室外場(chǎng)RCS測(cè)量方法得到的目標(biāo)RCS測(cè)量值,2是目標(biāo)RCS理論值??梢钥吹剑瑴y(cè)量值與理論值高度吻合,說(shuō)明本發(fā)明的室外場(chǎng)RCS測(cè)量方法具備較高的準(zhǔn)確性和工程實(shí)用性。本發(fā)明能夠消除由于外部干擾產(chǎn)生的相位噪聲及衰減,并減小RCS測(cè)試的誤差,保證RCS測(cè)量的準(zhǔn)確性。同時(shí)便于設(shè)計(jì),適合在工程應(yīng)用中推廣。本領(lǐng)域普通技術(shù)人員可以理解實(shí)現(xiàn)上述實(shí)施例方法中的全部或部分步驟是可以通過(guò)程序來(lái)指令相關(guān)的硬件來(lái)完成,該程序可以存儲(chǔ)于一計(jì)算機(jī)可讀取存儲(chǔ)介質(zhì)中,如:ROM/RAM、磁碟、光盤等。以上所述僅是本發(fā)明的優(yōu)選實(shí)施方式,應(yīng)當(dāng)指出,對(duì)于本技術(shù)領(lǐng)域的普通技術(shù)人員來(lái)說(shuō),在不脫離本發(fā)明原理的前提下,還可以作出若干改進(jìn)和潤(rùn)飾,這些改進(jìn)和潤(rùn)飾也應(yīng)視為本發(fā)明的保護(hù)范圍。
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