一种近场外推远场RCS的测量方法技术

本发明专利技术公开了一种近场外推远场RCS的测量方法包括，根据预求天线参数，预置近场天线等效电流密度激励扫描模型；根据电磁波发射参数构建对角平移算子，建立天线发射激励函数模型，并设计前向校正方程求解近场电场，结合校正算子推演远场RCS；根据复指数模型构建远场电磁散射模型，并建立逆源校正方程，对正向推导的近场RCS进行逆源校正，同时设计近场远场RCS约束项，获取最优逆源校正方程。通过逆源校正方法，解决现有技术中预测远场RCS误差大的问题，解决了积分电场输出过程中响应误差的问题，解决了远场反演近场过程中前向校正函数校正的问题。正的问题。正的问题。

【技术实现步骤摘要】
一种近场外推远场RCS的测量方法


[0001]本专利技术涉及远场RCS测量
，尤其涉及一种近场外推远场RCS的测量方法。

技术介绍

[0002]在不具备昂贵的远场雷达散射截面积(RCS,Radar Cross Section)的测试条件下，通过近场测量数据外推远场RCS是工程研究人员常用的方法。在近场条件下一般都是在消声室内对目标进行测量，对任意的近场天线扫描方法，幅值、相位数据是需要按预定设置的方式进行扫描测量而获取的。考虑到测试天线的远场RCS预测，近场外推远场需要依据参考天线属性、目标几何结构等参量进行有效的变换才能达到我们的目的。
[0003]目前，最常见的天线扫描方式有：平面场扫描(PNF,planar near field)、柱面场扫描(CNF,cylindrical near filed)、球面场扫描(SNF,spherical near field)技术，每种方式都需要通过平移和旋转来完成对目标表面的扫描。然而，现有的近场到远场的变换模型，都是通过正向推导已知系统、探针、增益、多级散射绕射的属性特征完成测试数据得到的，并未对变换模型的有效性进行逆源校正。另外，由于复杂的电磁计算，正向推导的变换模型在实际工程应用中依然不能预测足够的精度。

技术实现思路

[0004]本部分的目的在于概述本专利技术的实施例的一些方面以及简要介绍一些较佳实施例。在本部分以及本申请的说明书摘要和专利技术名称中可能会做些简化或省略以避免使本部分、说明书摘要和专利技术名称的目的模糊，而这种简化或省略不能用于限制本专利技术的范围。
[0005]鉴于上述现有存在的问题，提出了本专利技术。
[0006]因此，本专利技术提供了一种近场外推远场RCS的测量方法，能够解决预测RCS误差大的问题。
[0007]为解决上述技术问题，本专利技术提供如下技术方案，一种近场外推远场RCS的测量方法，包括：
[0008]根据待求天线参数，预置近场天线等效电流密度激励扫描模型；
[0009]根据电磁波发射参数构建对角平移算子，建立天线发射激励函数模型，并设计前向校正方程求解近场电场，结合校正算子推演远场RCS；
[0010]根据复指数模型构建远场电磁散射模型，并建立逆源校正方程，对正向推导的近场RCS进行逆源校正，同时设计近场远场RCS约束项，获取最优逆源校正方程。
[0011]作为本专利技术所述的近场外推远场RCS的测量方法的一种优选方案，其中：所述近场远场RCS约束项包括，
[0012]max||σ
′
FF
‑
σ
FF
||2≤ε1[0013]|A
H
E
FF
‑
A
H
AE
FF
|≤ε2[0014]其中，σ
′
FF
为逆源校正后的远场雷达散射面积，σ
FF
为正向推演的远场雷达散射面积，ε1与ε2为自定义阈值，E
FF
为远场电场，||||2为2范数符号，A
H
为A的复共轭转置，A为逆源
校正算子。
[0015]作为本专利技术所述的近场外推远场RCS的测量方法的一种优选方案，其中：所述近场远场RCS约束项还包括，
[0016]若逆源校正误差大于阈值，则返回进行迭代；
[0017]若逆源校正误差小于阈值，则更新逆源校正函数。
[0018]作为本专利技术所述的近场外推远场RCS的测量方法的一种优选方案，其中：所述远场电磁散射模型包括，
[0019][0020][0021]σ
′
FF
＝IFFT(ψ
′
(k,r))
[0022]其中，E
FF
(k,r)为远场电场散射函数，k为自由空间波数矢量，r为自由空间源点距离向量，M为散射模型数量，A
i
为幅值，α
i
为色散因子，i为散射模型数量的第i个，ω(k)为加性高斯白噪声，ψ
′
(k,r)为远场散射分布函数，Gn(r,r
i
)为并矢格林函数，r
i
为自由空间场相对场源的距离矢量。
[0023]作为本专利技术所述的近场外推远场RCS的测量方法的一种优选方案，其中：所述逆源校正方程包括，
[0024]校正系数C(k,r)表示为，
[0025][0026][0027]A
·
E(k,r)
‑
E
FF
(k,r)＝0
[0028]其中，E(k,r)为离散化近场电磁散射模型，μ为自由空间介质常量，
i
AUT为天线发射电磁波射线数量，t(k,r)为天线发射激励函数。
[0029]作为本专利技术所述的近场外推远场RCS的测量方法的一种优选方案，其中：所述天线发射激励函数包括，
[0030]t(k,r)＝U(k,r)exp(
‑
jk
·
||r
‑
r
i
||)
[0031]其中，k
·
t(r)＝0为约束项，表示电磁波极化方向与发射方向正交，U(k,r)为更新后的激励电压，||r
‑
r
i
||为距离向量模值。
[0032]作为本专利技术所述的近场外推远场RCS的测量方法的一种优选方案，其中：所述前向校正方程包括，
[0033]E(k,r)＝C
·
E
i
(r)+λP(k,r)
[0034]P(k,r)＝A
m
exp(
‑
jk
·
r)
[0035]其中，P(k,r)为前向校正算子，A
m
为幅值，C为校正系数，λ为拉格朗日优化目标函数系数。
[0036]作为本专利技术所述的近场外推远场RCS的测量方法的一种优选方案，其中：所述近场
RCS包括，
[0037][0038]其中，σ
NF
为近场RCS，E
i
(r)为PNF探针的入射电场。
[0039]作为本专利技术所述的近场外推远场RCS的测量方法的一种优选方案，其中：所述近场天线等效电流密度激励扫描模型包括，
[0040]J
s
(r)＝U
i
(r)w
T
(r)
[0041]w
T
(r)＝ω(r)
·
Z
T
[0042]其中，J
s
表示等效电流密度，U
i
(r)为输入激励电压，w
T
(r)为归一化场源分布函数，ω(r)为权重系数，r为自由空间源点距离向量，Z
T
为天线发射阻抗。
[0043]作为本专利技术所述的近场外推远场RCS的测量方法的一种本文档来自技高网...

【技术保护点】

【技术特征摘要】
1.一种近场外推远场RCS的测量方法，其特征在于：包括，根据待求天线参数，预置近场天线等效电流密度激励扫描模型；根据电磁波发射参数构建对角平移算子，建立天线发射激励函数模型，并设计前向校正方程求解近场电场，结合校正算子推演远场RCS；根据复指数模型构建远场电磁散射模型，并建立逆源校正方程，对正向推导的近场RCS进行逆源校正，同时设计近场远场RCS约束项，获取最优逆源校正方程。2.如权利要求1所述的近场外推远场RCS的测量方法，其特征在于：所述近场远场RCS约束项包括，max||σ
′
FF
‑
σ
FF
||2≤ε1其中，σ
′
FF
为逆源校正后的远场雷达散射面积，σ
FF
为正向推演的远场雷达散射面积，ε1与ε2为自定义阈值，E
FF
为远场电场，|| ||2为2范数符号，A
H
为A的复共轭转置，A为逆源校正算子。3.如权利要求2所述的近场外推远场RCS的测量方法，其特征在于：所述近场远场RCS约束项还包括，若逆源校正误差大于阈值，则返回进行迭代；若逆源校正误差小于阈值，则更新逆源校正函数。4.如权利要求3所述的近场外推远场RCS的测量方法，其特征在于：所述远场电磁散射模型包括，模型包括，σ
′
FF
＝IFFT(ψ
′
(k,r))其中，E
FF
(k,r)为远场电场散射函数，k为自由空间波数矢量，r为自由空间源点距离向量，M为散射模型数量，A
i
为幅值，α
i
为色散因子，i为散射模型数量的第i个，ω(k)为加性高斯白噪声，ψ
′
(k,r)为远场散射分布函数，Gn(r,r
i
)为并矢格林函数，r
i
为自由空间场相对场源的距离矢量。5.如权利要求4所述的近场外推远场RCS的测量方法，其特征在于：所述逆源校正方程包括，校正系数C(k,r)表示为，为，A
·
E(k,r)
‑
E
FF
(k,r)＝0其中，E(k,r)为离散化近场电磁散射模型，μ为自由空间介质常量，
i
AUT为天线发射电磁波射线数...

【专利技术属性】
技术研发人员：黄金海，周建江，邓峣，彭翌玲，
申请(专利权)人：桂林信息科技学院，
类型：发明
国别省市：