【摘 要】
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RCS测量是检测装备隐身性能的重要手段,传统的测量方法受到测试距离及设备的限制,测试成本较高。通过雷达三维成像近场外推的RCS测量方法由于具备三维空间分辨能力,并且不受远场测量准则的限制,成为了近年来的研究热点。RCS的不确定性分析是指评估各种误差源对RCS测量的影响,有助于评估测量质量、完善测量方法。目前动态测量和紧缩场测量的不确定性分析已经开展,三维成像RCS测量作为一种新兴方法,对其进行不确
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RCS测量是检测装备隐身性能的重要手段,传统的测量方法受到测试距离及设备的限制,测试成本较高。通过雷达三维成像近场外推的RCS测量方法由于具备三维空间分辨能力,并且不受远场测量准则的限制,成为了近年来的研究热点。RCS的不确定性分析是指评估各种误差源对RCS测量的影响,有助于评估测量质量、完善测量方法。目前动态测量和紧缩场测量的不确定性分析已经开展,三维成像RCS测量作为一种新兴方法,对其进行不确定性分析的工作亟需展开。IEEE1502-2020作为RCS不确定性分析的指导标准,为RCS测量不确定性分析提供了基本指导原则。本文基于某科研项目,结合IEEE1502-2020,完成了对三维成像测量中的误差因素的不确定性评估。主要工作和贡献如下:（1）研究了三维成像测量中各项误差因素对RCS测量的影响。成像RCS测量需要从近场图像反演远场RCS,因此图像旁瓣是一个有别于传统测量的新的不确定源,对标准球的仿真表明旁瓣引起的不确定度可达4d B左右,对成像RCS测量具有显著影响。针对天线辐照因素,传统RCS测量的辐照不确定性由辐射增益衰减定义,而三维成像测量中,对目标的辐射增益是一个动态变化过程,为评估其不确定性,推导出了平均辐照度,仿真表明,该项不确定度随波束宽度减小而增大。接着分析了背景与目标的相互作用（多径效应）和正交通道失衡,在三维成像测量中,这两项主要体现为图像中的虚假目标,当可以通过空间剥离消除虚假目标时,其影响较小。对噪声的分析及仿真表明,由于三维成像测量是基于相参积累的信号处理方式,此因素影响很小,通常小于0.001d B。对极化因素的分析表明,极化隔离度越高,该项不确定度越小。（2）针对辐照和图像旁瓣因素,提出了相应的不确定性抑制方法。首先针对辐照因素导致的能量不均匀,提出了基于综合辐照响应的抑制方法,通过遍历每个扫描位置求得目标区域各像素点的综合能量加权,再以归一化加权值修正图像。对比修正前后的RCS反演结果,验证了所提方法可以有效降低辐照引起的测量不确定度。针对旁瓣干扰问题,提出了基于迭代最小化稀疏贝叶斯重构（SBRIM）的旁瓣抑制方法,采用SBRIM获取散射中心位置信息,再结合脉冲压缩获得幅度相位信息,然后经相参积累得到三维像。以金属平板和缩比飞机为例进行仿真验证,结果表明所提方法可以实现旁瓣抑制,从而降低RCS测量不确定度。
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