RCS动态测量有源标校方法研究

王海风 齐玉涛 魏挺

【摘 要】测量雷达标校普遍采用相对标校法，即通过将标准金属球吊至空中。在风力太大或低空和高空风速差别大的情况下，都无法将标准金属球升到空中预期的高度，从而不能对雷达系统进行实时标校。为解决气象条件对雷达散射截面（RCS）动态测量无源标校的制约，在对有源标校系统工作原理及距离延迟对其等效RCS精度影响的基础上，提出了信号源和内置式有源标校方法。

【关键词】 有源标校 雷达散射截面 动态测量

在RCS动态测量中，首要问题是对雷达系统进行标校。测量雷达标校普遍采用的相对标校法不能对雷达系统进行实时标校。为了解决气象因素对RCS测量的影响，本文提出了RCS动态测量有源标校法。

1 信号源标校系统组成及工作原理

信号源标校法系统工作原理框图如图1所示。如果不考虑延迟的影响，当有源标的收发天线增益、放大器增益等参数恒定不变时，它相当于一个RCS恒定的雷达目标。

图1 信号源标校法工作原理框图

根据雷达方程可以推导出信号源标校系统的等效RCS表达式：

（1）

式中： 、 为收发天线增益； 为放大器增益； 为工作波长； 为标校系统损耗。当信号源标校系统相对雷达的位置固定且其放大倍数恒定时，其等效RCS就为恒定值。

2 内置式有源标校系统组成及工作原理

内置式有源标校系统工作原理框图如图2所示。只要发射通道和接收通道之间线性组件的传输系数保持恒定，则相当于用一个RCS恒定的标准目标对RCS测量系统进行标校。

图2 内置式有源标工作原理框图

根据雷达距离方程可推到出内置式有源标等效RCS表达式：

（2）

式中： 为接收机回波功率； 、 、 、 分别为跟踪金属球时发射功率、金属球RCS、回波功率和距离； 为相对发射脉冲延迟距离； 为校准时雷达发射功率。

其校准程序为：首先用标准金属球对RCS测量系统进行标校，用标准球的校准结果得到其等效RCS值。在后续测量校准时，只需对该等效RCS已知的有源标进行校准就可完成对测量系统的标校，无需经常升放标准球和架设有源标。

3 有源标校系统使用要求

3.1 信号源有源标

信号源有源标应满足以下基本要求：收发天线均采用45°斜极化；有源标内的收发延迟可连续调整；放大器具有良好的线性度；对接收信号进行不失真延迟、放大处理。

3.2 内置式有源标

在进行内置式有源标设计应考虑：内置式有源标中的收发延迟收发延迟可连续调整；合理设计耦合器耦合度；延迟电路对接收信号进行不失真延迟；确保延迟器传输系数恒定。

4结语

在RCS动态测量试验中，有源标校系统可实时对雷达系统进行校准，减少气象等因素对测量的制约和影响。随着元器件研制水平的提高，只要合理控制延迟量、稳定性，就能达到理想的校准精度，满足RCS测量雷达校准要求。

参考文献：

[1]黄培康.雷达目标特性[M].北京：电子工业出版社，2004.

[2]杨沛，陈瑜.外场RCS目标特性测量标校误差分析及改进[J].电子科技，2009，22（8）：76-79.