国外RCS动态测量技术发展与我国飞机RCS动态测量技术发展现状对比

国外RCS动态测量技术发展与我国飞机RCS动态测量技术发展现状对比丁欢单位：1西安工程大学2西安航空职业技术学院电话：710089复杂目标雷达截面（RCS）的动态测量是准确了解飞机等复杂目标电磁散射特征的一个重要途径，通过动态测量，能够真实反映目标在实际背景环境中运动时的雷达特征，建立动态目标特性数据库，为目标RCS减缩以及目标识别、精确制导等后续研究提供可靠的依据。如何精确的获取RCS数据，是目标特性研究的一个非常重要的课题。1.国外雷达散射截面动态测试技术研究发展现状及趋势目前许多国家都建立有目标RCS的动态测试场，比较有名的主要有：1）美国海军研究实验室（NRL）位于马里兰州的chesapeak海湾的NRL能为飞机提供高标准的RCS测量，频率覆盖1、3、5和9GHz，其中在5GHz和9GHz上，对四种极化（右圆、左圆、平行、垂直）可以同时发射和接收同极化和正交极化回波，在1GHz和3GHz，可以发射和接收平行和垂直两种极化的同极化回波。系统的测量雷达由光学跟踪仪引导，测量前需要对雷达预热，以使雷达在飞机RCS动态测量过程中保持同样的灵敏度。接收系统采用跟踪波门来隔离目标回波，通过使用AGC，系统的线性动态范围由40dB可扩展到105dB，在动态测量中随时记录RF和IF衰减器的工作状态，以备后面的数据分析之用。数据记录系统记录回波的每个脉冲。雷达的定标采用气球悬挂RCS标准金属球的方法，在每次测量前和测量后分别进行一次，这一过程非常重要，并且到目前还未发现有可替代的过程，通过将目标的回波与金属球回波进行比较，即可在不考虑雷达各个参数精确数据的情况下而最终得到目标RCS的精确结果。2）美国爱德华空军基地位于美国加里伏尼亚州，在基地内隶属于NASA的AMESdryden飞行研究设备，可提供飞机RCS随视向角变化的精确数据，使用的雷达为相距380m放置的两部精密雷达AN/FPS-16和AN/MPS-19C，对于空中目标的RCS均值测量精度为±1dB。在测量前，需要对雷达进行仔细的调整和校准。此系统的数据记录按三种方式分别进行，目标空中的姿态数据由机载记录系统记录，雷达的回波数据由每个雷达的IF信号电平得到，相对于每部雷达的目标位置由两部雷达记录，在飞行前，保证三个系统的时间同步，飞行结束后，将三个数据进行合并，得到飞机RCS测量的全部待分析数据。雷达的定标采用0.25m2标准金属球在飞行结束的同时进行，保证雷达对金属球和目标的灵敏度相同。3）美国纽约州的Griffiss空军基地在Griffiss，Rome空军发展中心（RADC）有一套精密的设备——精密天线测量系统（PAMS），由Actron工业公司提供，此系统的跟踪雷达为AN/FPS-16。PAMS系统可在频率0.1GHz到18GHz下按任意极化的CW、AM、FM或脉冲模式进行操作，可同时在任意线极化或圆激化下的12个频率上进行测量和数据记录。目标的空中姿态如方位、横滚、俯仰由机载系统记录，这些数据与地面雷达得到的目标方位、俯仰数据融合后得到目标受电磁波照射的姿态参数。由于PAMS和AN/FPS-16雷达相距一段距离，所以需要确保飞机的飞行距离足够远，以减小双站角对单站RCS结果带来的影响。PAMS系统性能优越，并且有很大的扩展能力，目前主要用来测量飞机的RCS及机体RCS分布等，其主要特点有：精确的校准系统、自动数据处理、特别宽的频率范围以及极化的多样性等。4）法国的CEVCEV（Centred’EssaisenVol）位于法国的Bretigny，是法国的几个飞行研究机构之一，可进行飞机RCS的动态测量，同时确定飞机相对于雷达波束的姿态，测量雷达有两部，分别为Brahms1和Brahms2，Brahms1可在8-12GHz和12-18GHz两个频带上同时进行测量，Brahms2雷达的工作频段为D、E和G。Brahms1雷达发射和接收天线分置，每个天线下安装有电视镜头和一双筒瞄准望远镜，操作人员利用此望远镜来跟踪目标，系统记录两个信息，一是来自目标的回波信号，一是目标相对于雷达的姿态信息，姿态信息由电视系统记录，并在记录的数据上打入时间标志。以上是国外RCS动态测量的发展现状。目前国外RCS动态测量技术已发展到相当成熟的阶段，测量误差可小于1dB，而且正向更高的测试精度和更完善的测试功能发展。2.国内雷达散射截面动态测试技术研究发展现状及趋势我国RCS动态测量研究已有近40年历史，任务的主要承担单位有试飞院、20基地等；试飞院拥有L、S、C、X、Ku、Ka波段宽带成像目标特性测量雷达，能够测量各类空中目标的RCS、多普勒、极化、角闪烁等特性，代表着我国RCS动态测量研究的最高水平。由试飞院编写并已正式颁布的《GJB6180飞机雷达散射特性的动态测试方法》，代表着我国RCS动态测量技术已发展成熟。随着雷达技术的发展，我国RCS动态测量技术已经实现了对空中目标的宽带成像测量，未来将努力在数据的深入分析与集成应用方面取得突破。我国RCS动态测量技术发展将向着更高的测试精度、更强的测试能力、深入的数据分析、快捷的集成应用、更低的测试成本、完善的数据管理这几方向发展。