获取雷达角反射器RCS精度的方法技术

本发明专利技术提供了一种获取雷达角反射器RCS精度的方法。该方法针对传统雷达角反射器RCS精度测量方法的局限性，采用三维测量仪获取待测雷达角反射器精准的三维模型，接着利用RCS仿真器计算待测雷达角反射器三维模型的RCS，最后与RCS理论值进行比较，从而测量雷达角反射器实际RCS与RCS理论值的偏差程度。本发明专利技术可以获得比雷达直接测量法和几何推算法更好的灵活性和精度，同时并没有增加太多的成本，具有较好的推广应用价值。

【技术实现步骤摘要】

本专利技术涉及雷达
，尤其涉及一种获取雷达角反射器RCS精度的方法。
技术介绍
随着高分辨率微波遥感成像技术的发展以及全天时全天候定量遥感应用需求的不断增长，对微波遥感成像载荷进行在轨高精度定标、载荷性能外场连续动态评测的重要性日益突出。在微波遥感成像载荷在轨辐射定标过程中，通常采用雷达角反射器作为参考标准目标，亦即：首先在试验场布设雷达角反射器，获取雷达角反射器的微波图像；通过雷达角反射器的雷达横截面值(RCS值)与微波图像数字值(DN值)之间的比例关系，确定辐射定标系数。雷达角反射器的雷达横截面值精度直接决定了辐射定标过程的准确性。然而在雷达角反射器制作、运输、安装、存放过程中，会引起雷达角反射器直角度、尺寸、曲率等几何误差，使得雷达角反射器的实际RCS偏离RCS理论值，若仍使用RCS理论值与DN值确定定标系数，则会引起极大的辐射定标误差。此外，雷达角反射器的几何误差还会影响其作为点目标在微波遥感图像中的响应形式，非理想的点响应形式会影响图像分辨率、峰值旁瓣比、积分旁瓣比、几何定位精度、极化特征图等性能指标的评测精度。综上所述，雷达角反射器实际RCS值与其RCS理论值之间的偏差关系测量(包括不同雷达波入射时实际RCS值与其RCS理论值之间的偏差关系测量)，是开展微波遥感成像载荷定标和性能评测的一项关键内容，迫切需要一种能够快速测量雷达角反射器RCS精度的方法。在现有技术中，为确定雷达角反射器RCS精度，现有方法主要有雷达直接测量法、几何推算法等。雷达直接测量法是在微波暗室紧缩场或空旷场地上，利用雷达直接对雷达角反射器的RCS进行测量。该测量系统包含雷达、目标旋转架及相应的控制系统，标准目标，微波暗室或空旷场地等。其优点是可直接测量不同雷达波入射角下目标的RCS，但缺点是由于目标旋转架多径干扰、非理想平面波等因素限制，在测量灵活性和测量精度存在不足。几何推算法是首先利用直尺、塞尺等几何测量工具接触式测量尺寸误差、曲率误差、直角度误差等大小，进而将这些误差与RCS误差建立关系。尺寸误差是指雷达角反射器三个反射板尺寸不完全相同，或部分边长不等于边长设计值的情况，如图1中(A)所示。曲率误差是反射板沿其整个边长的逐渐扭曲或者反射板平面内高低起伏，如图1中(B)所示。直角度误差是两两反射板之间夹角与直角的偏差，如图1中(C)所示。在利用直尺、塞尺等测定雷达角反射器上述误差后，接着将尺寸误差、曲率误差、直角度误差等通过电磁仿真转为为独立RCS误差，进而利用如下误差分配传递公式转换为雷达角反射器的RCS总误差：ΔRCS＝P1·ΔRCSsize+P2·ΔRCScurvature+P3·ΔRCSangle(1)式中，p1、p2、p3分别是三种RCS误差的权重，ΔRCSsize、ΔRCScurvature、ΔRCSangle分别是尺寸误差、曲率误差、直角度误差对应的RCS误差。然而，几何推算法仅测量尺寸、曲率和直角度的平均误差，难以表征雷达角反射器整体的几何误差；先计算独立RCS影响再综合为整体RCS误差的方法，受耦合效应影响，在转换为雷达角反射器总RCS时误差较大。此外，该方法仅能评估雷达角反射器峰值RCS精度，无法评估不同雷达波入射角时的RCS精度。
技术实现思路
(一)要解决的技术问题鉴于上述技术问题，本专利技术提供了一种新的获取雷达角反射器RCS精度的方法，以提高雷达角反射器RCS值测量的灵活性和精度。(二)技术方案本专利技术获取雷达角反射器RCS精度的方法包括：步骤A：选择满足实际RCS测量精度需求的RCS仿真器；步骤B：利用选择的RCS仿真器计算三维测量仪的几何测量精度对应的RCS精度，选择满足实际RCS测量精度需求的三维测量仪；以及步骤C：利用选择的RCS仿真器和三维测量仪，测量待测雷达角反射器RCS精度。(三)有益效果从上述技术方案可以看出，本专利技术获取雷达角反射器RCS精度的方法具有以下有益效果：(1)由于采用了三维测量仪获取待测雷达角反射器高精度三维模型，解决了几何推算法难以表述几何误差的问题；(2)采用在RCS仿真器输入三维模型计算RCS，直接得到了雷达角反射器最终RCS误差，解决了几何推算法独立误差向综合误差转换的精度问题，并且可得到不同雷达波照射方向的RCS精度；(3)由于在计算RCS时采用较为成熟的RCS仿真算法，可避免雷达直接测量法易受其他因素干扰的问题；(4)仅采用三维成像仪等小型设备，避免几何测量法的低效测量，同时避免雷达直接测量法对微波暗室或辅助设备的高度依赖，因此可在外场快速开展RCS测量，非常具有实用性。附图说明图1为现有技术几何推算法确定雷达角反射器RCS精度时尺寸误差、曲率误差和直角度误差的示意图；图2为根据本专利技术实施例获取雷达角反射器RCS精度的方法的流程图；图3为图2所示方法步骤A中采用MoM算法的RCS仿真器精度结果图；图4为图2所示方法步骤B中由测距误差推导得到直角度误差的示意图；图5为图2所示方法步骤B中三维测量仪中尺寸误差、曲率误差、直角度误差所对应的RCS精度的示意图；图6为图2所示方法步骤C中通过TIN建立的雷达角反射器三维模型；图7为利用图2所示方法计算得到的一角反射器RCS误差示意图。具体实施方式本专利技术针对传统雷达角反射器RCS精度测量方法的局限性，采用三维测量仪获取待测雷达角反射器精准的三维模型，接着利用RCS仿真器计算待测雷达角反射器三维模型的RCS，最后与RCS理论值进行比较，从而测量雷达角反射器实际RCS与RCS理论值的偏差程度。为使本专利技术的目的、技术方案和优点更加清楚明白，以下结合具体实施例，并参照附图，对本专利技术进一步详细说明。在本专利技术的一个示例性实施例中，提供了一种获取雷达角反射器RCS精度的方法。如图2所示，本实施例获取雷达角反射器RCS精度的方法包括：步骤A：选择满足实际RCS测量精度需求的RCS仿真器；在不断的生产实践过程中，申请人认识到：导致雷达直接测量法缺陷的原因是在测量时易受各类误差影响。事实上，雷达直接测量法更适用的是复杂结构目标的RCS测量，对于雷达角反射器这类简单结构目标，现有的RCS仿真器可以得到更高的精度。因此，本专利技术采用RCS仿真器由待测雷达角反射器的三维模型计算待测雷达角反射器RCS，并评估其与理想雷达角反射器RCS之间的偏差，本文档来自技高网...

【技术保护点】
一种获取雷达角反射器RCS精度的方法，其特征在于，包括：步骤A：选择满足实际RCS测量精度需求的RCS仿真器；步骤B：利用选择的RCS仿真器计算三维测量仪的几何测量精度对应的RCS精度，选择满足实际RCS测量精度需求的三维测量仪；以及步骤C：利用选择的RCS仿真器和三维测量仪，测量待测雷达角反射器RCS精度。

【技术特征摘要】
1.一种获取雷达角反射器RCS精度的方法，其特征在于，包括：
步骤A：选择满足实际RCS测量精度需求的RCS仿真器；
步骤B：利用选择的RCS仿真器计算三维测量仪的几何测量精度对应
的RCS精度，选择满足实际RCS测量精度需求的三维测量仪；以及
步骤C：利用选择的RCS仿真器和三维测量仪，测量待测雷达角反射
器RCS精度。
2.根据权利要求1所述的方法，其特征在于，所述步骤A包括：
子步骤A1：计算理想雷达角反射器的RCS理论值，该RCS理论值至
少包括：RCS理论峰值；
子步骤A2：在RCS仿真器中构建理想雷达角反射器的三维模型，计
算得到该三维模型的RCS仿真值；
子步骤A3：将理想雷达角反射器的RCS理论值与理想雷达角反射器
的三维模型的RCS仿真值进行比较，得到RCS仿真器的精度；以及
子步骤A4：基于所述RCS仿真器的精度，根据实际工作中的RCS
测量精度需求，判定RCS仿真器是否满足要求，若满足，则将该RCS仿
真器用于后续待测雷...

【专利技术属性】
技术研发人员：李传荣，周勇胜，杨震，胡坚，马灵玲，
申请(专利权)人：中国科学院光电研究院，
类型：发明
国别省市：北京;11