根據(jù)前面的描述,我們對(duì)雷達(dá)散射截面的測量可以歸于矢量網(wǎng)絡(luò)分析儀的S21測量,而矢量網(wǎng)絡(luò)分析儀的端口校準(zhǔn)(圖6 中 的矢網(wǎng)校準(zhǔn)面),可以認(rèn)為是對(duì)矢量網(wǎng)絡(luò)分析儀本身的發(fā)射功率和接收增益的歸一化,而對(duì)天線增益和空間衰減的校準(zhǔn)一般使用校準(zhǔn)球或校準(zhǔn)平面金屬板。當(dāng)然,也 可以使用其他形狀的物體,只要已知其散射截面積。使用球體的好處在于其散射截面積與頻率無關(guān),而校準(zhǔn)物體的散射截面積最好與被測目標(biāo)的散射截面積相近。例 如,直徑1.13米的金屬球體的雷達(dá)散射截面積為1m2。
圖7,雷達(dá)散射截面與目標(biāo)物理尺寸
測量顯示
在完成矢量網(wǎng)絡(luò)分析儀端口12項(xiàng)誤差修正(校準(zhǔn))后,將天線接入測量端口并對(duì)準(zhǔn)測量目標(biāo)(或校準(zhǔn)球體)區(qū)域,進(jìn)行頻率掃描測量得到S21(f),然后使用帶通模式時(shí)域變換得到時(shí)域(距離域)S21(D),如圖8 和圖9 所示,并且可以使用時(shí)域門(時(shí)域?yàn)V波器)將不需要的反射濾除。
圖8,目標(biāo)區(qū)域(沒有放置被測目標(biāo)和校準(zhǔn))所有反射的時(shí)域顯示|
圖9,在目標(biāo)區(qū)域放置RCS為0.018平方米的校準(zhǔn)球體的時(shí)域顯示
測量步驟和測量運(yùn)算
將對(duì)目標(biāo)的雷達(dá)散射截面測量所使用的矢量網(wǎng)絡(luò)分析儀設(shè)定為S21的測量。
圖10,使用矢量網(wǎng)絡(luò)分析儀對(duì)雷達(dá)散射截面測量設(shè)定
1.矢量網(wǎng)絡(luò)分析儀進(jìn)行12 項(xiàng)端口誤差校準(zhǔn)后,將發(fā)射天線接入端口1,將相應(yīng)的接收天線接入端口2。注意天線極化方向。并保證測量距離D>20 λ,這里 λ為信號(hào)波長。注意,根據(jù)目標(biāo)尺寸選擇天線,調(diào)整天線角度(偏角和仰角)和調(diào)節(jié)測量距離,應(yīng)保證被測目標(biāo)落在天線增益下降小于-1dB 的信號(hào)波束內(nèi)。
2.將被測目標(biāo)從支架上移開,并測量支架的反射頻率掃描S21(str)測量,如果目標(biāo)不便移開,可以將天線同時(shí)(包括發(fā)射天線和接收天線)轉(zhuǎn)到一個(gè)空曠位置,并保證在相同的距離上沒有其他物體存在。如圖10 中表示的校準(zhǔn)區(qū)域。
3.將頻率掃描S21(str)結(jié)果轉(zhuǎn)換為時(shí)域,同時(shí)將時(shí)域門設(shè)置在目標(biāo)位置,并調(diào)節(jié)門寬將目標(biāo)的所有反射均包含在內(nèi),將時(shí)域?yàn)V波后的結(jié)果保存至儀表內(nèi)存。
4.如果目標(biāo)無法從支架上移開,應(yīng)保證支架本身的反射S21(str)較反射目標(biāo)低20dB以上(S21(str)+20dB<< S21(tgt))。為達(dá)到此目的,可以采用在支架上包覆微波吸收材料的方法。