獲取雷達(dá)角反射器rcs精度的方法
【技術(shù)領(lǐng)域】
[0001] 本發(fā)明涉及雷達(dá)技術(shù)領(lǐng)域，尤其涉及一種獲取雷達(dá)角反射器RCS精度的方法。
【背景技術(shù)】
[0002] 隨著高分辨率微波遙感成像技術(shù)的發(fā)展以及全天時全天候定量遙感應(yīng)用需求的 不斷增長，對微波遙感成像載荷進(jìn)行在軌高精度定標(biāo)、載荷性能外場連續(xù)動態(tài)評測的重要 性日益突出。在微波遙感成像載荷在軌輻射定標(biāo)過程中，通常采用雷達(dá)角反射器作為參考 標(biāo)準(zhǔn)目標(biāo)，亦即：首先在試驗場布設(shè)雷達(dá)角反射器，獲取雷達(dá)角反射器的微波圖像;通過雷 達(dá)角反射器的雷達(dá)橫截面值(RCS值)與微波圖像數(shù)字值(DN值)之間的比例關(guān)系，確定輻射 定標(biāo)系數(shù)。雷達(dá)角反射器的雷達(dá)橫截面值精度直接決定了輻射定標(biāo)過程的準(zhǔn)確性。然而在 雷達(dá)角反射器制作、運(yùn)輸、安裝、存放過程中，會引起雷達(dá)角反射器直角度、尺寸、曲率等幾 何誤差，使得雷達(dá)角反射器的實(shí)際RCS偏離RCS理論值，若仍使用RCS理論值與DN值確定定標(biāo) 系數(shù)，則會引起極大的輻射定標(biāo)誤差。
[0003] 此外，雷達(dá)角反射器的幾何誤差還會影響其作為點(diǎn)目標(biāo)在微波遙感圖像中的響應(yīng) 形式，非理想的點(diǎn)響應(yīng)形式會影響圖像分辨率、峰值旁瓣比、積分旁瓣比、幾何定位精度、極 化特征圖等性能指標(biāo)的評測精度。綜上所述，雷達(dá)角反射器實(shí)際RCS值與其RCS理論值之間 的偏差關(guān)系測量(包括不同雷達(dá)波入射時實(shí)際RCS值與其RCS理論值之間的偏差關(guān)系測量）， 是開展微波遙感成像載荷定標(biāo)和性能評測的一項關(guān)鍵內(nèi)容，迫切需要一種能夠快速測量雷 達(dá)角反射器RCS精度的方法。
[0004] 在現(xiàn)有技術(shù)中，為確定雷達(dá)角反射器RCS精度，現(xiàn)有方法主要有雷達(dá)直接測量法、 幾何推算法等。
[0005] 雷達(dá)直接測量法是在微波暗室緊縮場或空曠場地上，利用雷達(dá)直接對雷達(dá)角反射 器的RCS進(jìn)行測量。該測量系統(tǒng)包含雷達(dá)、目標(biāo)旋轉(zhuǎn)架及相應(yīng)的控制系統(tǒng)，標(biāo)準(zhǔn)目標(biāo)，微波暗 室或空曠場地等。其優(yōu)點(diǎn)是可直接測量不同雷達(dá)波入射角下目標(biāo)的RCS，但缺點(diǎn)是由于目標(biāo) 旋轉(zhuǎn)架多徑干擾、非理想平面波等因素限制，在測量靈活性和測量精度存在不足。
[0006] 幾何推算法是首先利用直尺、塞尺等幾何測量工具接觸式測量尺寸誤差、曲率誤 差、直角度誤差等大小，進(jìn)而將這些誤差與RCS誤差建立關(guān)系。尺寸誤差是指雷達(dá)角反射器 三個反射板尺寸不完全相同，或部分邊長不等于邊長設(shè)計值的情況，如圖1中(A)所示。曲率 誤差是反射板沿其整個邊長的逐漸扭曲或者反射板平面內(nèi)高低起伏，如圖1中（B)所示。直 角度誤差是兩兩反射板之間夾角與直角的偏差，如圖1中（C)所示。在利用直尺、塞尺等測定 雷達(dá)角反射器上述誤差后，接著將尺寸誤差、曲率誤差、直角度誤差等通過電磁仿真轉(zhuǎn)為為 獨(dú)立RCS誤差，進(jìn)而利用如下誤差分配傳遞公式轉(zhuǎn)換為雷達(dá)角反射器的RCS總誤差：
[0007] ARCS = Pl· ARCSsize+P2· A RCScurvature+Ps · A RCSangle ( 1 )
[0008] 式中，pi、p2、p3分別是三種RCS誤差的權(quán)重，ARCSsize、ARCS curvature > A RCSangie分別 是尺寸誤差、曲率誤差、直角度誤差對應(yīng)的RCS誤差。
[0009] 然而，幾何推算法僅測量尺寸、曲率和直角度的平均誤差，難以表征雷達(dá)角反射器 整體的幾何誤差;先計算獨(dú)立RCS影響再綜合為整體RCS誤差的方法，受耦合效應(yīng)影響，在轉(zhuǎn) 換為雷達(dá)角反射器總RCS時誤差較大。此外，該方法僅能評估雷達(dá)角反射器峰值RCS精度，無 法評估不同雷達(dá)波入射角時的RCS精度。

【發(fā)明內(nèi)容】

[0010] ( - )要解決的技術(shù)問題
[0011] 鑒于上述技術(shù)問題，本發(fā)明提供了一種新的獲取雷達(dá)角反射器RCS精度的方法，以 提高雷達(dá)角反射器RCS值測量的靈活性和精度。
[0012] (二)技術(shù)方案
[0013]本發(fā)明獲取雷達(dá)角反射器RCS精度的方法包括:步驟A:選擇滿足實(shí)際RCS測量精度 需求的RCS仿真器；步驟B:利用選擇的RCS仿真器計算三維測量儀的幾何測量精度對應(yīng)的 RCS精度，選擇滿足實(shí)際RCS測量精度需求的三維測量儀；以及步驟C:利用選擇的RCS仿真器 和三維測量儀，測量待測雷達(dá)角反射器RCS精度。
[0014](三)有益效果
[0015]從上述技術(shù)方案可以看出，本發(fā)明獲取雷達(dá)角反射器RCS精度的方法具有以下有 益效果：
[0016] (1)由于采用了三維測量儀獲取待測雷達(dá)角反射器高精度三維模型，解決了幾何 推算法難以表述幾何誤差的問題；
[0017] (2)采用在RCS仿真器輸入三維模型計算RCS，直接得到了雷達(dá)角反射器最終RCS誤 差，解決了幾何推算法獨(dú)立誤差向綜合誤差轉(zhuǎn)換的精度問題，并且可得到不同雷達(dá)波照射 方向的RCS精度；
[0018] (3)由于在計算RCS時采用較為成熟的RCS仿真算法，可避免雷達(dá)直接測量法易受 其他因素干擾的問題；
[0019] (4)僅采用三維成像儀等小型設(shè)備，避免幾何測量法的低效測量，同時避免雷達(dá)直 接測量法對微波暗室或輔助設(shè)備的高度依賴，因此可在外場快速開展RCS測量，非常具有實(shí) 用性。
【附圖說明】
[0020] 圖1為現(xiàn)有技術(shù)幾何推算法確定雷達(dá)角反射器RCS精度時尺寸誤差、曲率誤差和直 角度誤差的示意圖；
[0021 ]圖2為根據(jù)本發(fā)明實(shí)施例獲取雷達(dá)角反射器RCS精度的方法的流程圖；
[0022]圖3為圖2所示方法步驟A中采用MoM算法的RCS仿真器精度結(jié)果圖；
[0023]圖4為圖2所示方法步驟B中由測距誤差推導(dǎo)得到直角度誤差的示意圖；
[0024]圖5為圖2所示方法步驟B中三維測量儀中尺寸誤差、曲率誤差、直角度誤差所對應(yīng) 的RCS精度的示意圖；
[0025]圖6為圖2所示方法步驟C中通過TIN建立的雷達(dá)角反射器三維模型；
[0026]圖7為利用圖2所示方法計算得到的一角反射器RCS誤差示意圖。
【具體實(shí)施方式】
[0027] 本發(fā)明針對傳統(tǒng)雷達(dá)角反射器RCS精度測量方法的局限性，采用三維測量儀獲取 待測雷達(dá)角反射器精準(zhǔn)的三維模型，接著利用RCS仿真器計算待測雷達(dá)角反射器三維模型 的RCS，最后與RCS理論值進(jìn)行比較，從而測量雷達(dá)角反射器實(shí)際RCS與RCS理論值的偏差程 度。
[0028] 為使本發(fā)明的目的、技術(shù)方案和優(yōu)點(diǎn)更加清楚明白，以下結(jié)合具體實(shí)施例，并參照 附圖，對本發(fā)明進(jìn)一步詳細(xì)說明。
[0029] 在本發(fā)明的一個示例性實(shí)施例中，提供了一種獲取雷達(dá)角反射器RCS精度的方法。 如圖2所示，本實(shí)施例獲取雷達(dá)角反射器RCS精度的方法包括：
[0030] 步驟A:選擇滿足實(shí)際RCS測量精度需求的RCS仿真器；
[0031] 在不斷的生產(chǎn)實(shí)踐過程中，申請人認(rèn)識到：導(dǎo)致雷達(dá)直接測量法缺陷的原因是在 測量時易受各類誤差影響。事實(shí)上，雷達(dá)直接測量法更適用的是復(fù)雜結(jié)構(gòu)目標(biāo)的RCS測量， 對于雷達(dá)角反射器這類簡單結(jié)構(gòu)目標(biāo)，現(xiàn)有的RCS仿真器可以得到更高的精度。因此，本發(fā) 明采用RCS仿真器由待測雷達(dá)角反射器的三維模型計算待測雷達(dá)角反射器RCS，并評估其與 理想雷達(dá)角反射器RCS之間的偏差，進(jìn)而選擇滿足實(shí)際RCS測量精度需求的RCS仿真器。
[0032] 該步驟A具體又可以包括以下子步驟：
[0033] 子步驟A1:計算待測角反射其對應(yīng)的理想雷達(dá)角反射器的RCS理論值，該RCS理論 值至少包括:RCS理論峰值；
[0034]以下給出兩種典型形狀雷達(dá)角反射器的RCS理論值的計算方式。
[0035] (1)對于待測角反射器為正方形三面角反射器的情況，利用下式計算其對應(yīng)理想
角反射器的RCS理論峰值（雷達(dá)角反射器法線方向與雷達(dá)波照射方向重合