太赫兹目标雷达散射截面测量技术①

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1、空间电子技术１０４ＳＰＡＣＥＥＬＥＣＴＲＯＮＩＣＴＥＣＨＮＯＬＯＧＹ２０１３年第４期太赫兹目标雷达散射截面测量技术①黄欣，武亚君，王晓冰，蔡昆（电磁散射重点实验室，上海　２００４３８）摘要：ＴＨｚ波介于微波和红外之间，其所处的特殊频段使其具有很多优越的特性，具有频带宽、波长短、信息容量大等特点。在军事应用上，太赫兹探测技术具有较强的反隐身能力和目标识别能力。但是，由于太赫兹频段在大气中衰减比较严重，除几个特定的大气窗口外，以目前的技术要实现在大气层内的太赫兹超宽带雷达系统是不现实的。太赫兹波在外太空的无损传播特性，使得其在空间攻防对抗方面将有着及其巨大的应用前景。作为太赫兹雷达系统研制的总体设

2、计、指标论证的前提，目标的太赫兹散射特性必须进行预先研究。文章主要介绍国外的典型太赫兹波目标ＲＣＳ测量系统组成及其技术特点，以及本单位在太赫兹ＲＣＳ测量研究中所取得的成果和开展的主要工作。关键词：太赫兹；ＲＣＳ；太赫兹测量系统ＤＯＩ：１０．３９６９／ｊ．ｉｓｓｎ．１６７４７１３５．２０１３．０４．０２４０　引言系统方案分为２类：一类是传统的太赫兹频域测试太赫兹（ＴＨｚ）指的是频率在０．１ＴＨｚ～１０ＴＨｚ系统，采用微波上变频或激光下变频技术；另一类将（波长在３ｍｍ～３０μｍ）之间的电磁波。ＴＨｚ波介于采用近年来越来越成熟的太赫兹时域光谱技术。随微波和红外之间，其所处的特殊频段使其具有很多着飞

3、秒激光器的出现，太赫兹时域光谱技术成为了优越的特性，具有频带宽、波长短、信息容量大等特太赫兹波段的一种新兴的、非常有效的相干探测技点。随着太赫兹技术的发展，太赫兹将在众多基础术。研究领域、工业应用领域、医学领域、及军事领域以文章介绍了国外基于微波上倍频、激光下变频、及空间领域有着重要的应用前景，使得全世界各国太赫兹时域光谱３种典型太赫兹波目标ＲＣＳ测试系都给予了极大的关注。统组成及其技术特点，以及本单位在太赫兹ＲＣＳ测随着空间技术的迅猛发展，继冷战时期“星球大量研究中所取得的成果和开展的主要工作。战”计划后，空间攻防再度成为未来战争的关键技术，卫星攻击技术、太空掳星技术相继提出，星载平１　太赫

4、兹ＲＣＳ测量技术台的监控预警和自我警戒能力急待加强。且美国正１．１　频域测试技术在研制具备隐身能力的侦察卫星，这就要求天基平太赫兹频域测试系统通过将微波信号倍频到台监测系统必须具有较强的反隐身能力和目标识别ＴＨｚ波段，或将激光信号变频到ＴＨｚ波段来产生能力。太赫兹雷达技术具有较强的频段反隐身能ＴＨｚ波；接收通常采用下变频到中频方式来实现对力，可以使得针对微波的反隐身技术对太赫兹波段目标ＴＨｚ波段散射特性的相干测量。微波上倍频系无效；其次，太赫兹波相对于微波具有更高的分辨力统搭建比较简单，系统稳定，但主要工作在ＴＨｚ的低和更小的天线孔径，可以提供更为清晰的成像效果，频段，国外最高频率达到１ＴＨｚ

5、；激光下变频系统稳极大的提高目标识别能力。定性差，工作频带窄，其工作方式主要是点频或者是作为太赫兹雷达系统研制的总体设计、指标论带宽很窄的扫频方式。证的前提，目标的太赫兹散射特性必须进行预先研在太赫兹目标特性频域测试技术方面，欧美等究。雷达目标特性研究的主要手段就是获取目标的国家也进行了大量的研究。其中，马萨诸塞州立大雷达散射截面。目前比较常用的太赫兹ＲＣＳ测量学的亚毫米波技术实验室（ＳＴＬ）的研究工作最具代①收稿日期：２０１３０８２１。２０１３年第４期黄欣，等：太赫兹目标雷达散射截面测量技术１０５表性［１～５］。激光器频率相差１．８ＧＨｚ，作为本振源与接收信号美国马萨诸塞州立大学的亚毫米

6、波技术实验室进行混频，混频后的信号再与１０ＧＨｚ～１８ＧＨｚ微波主要从事１００ＧＨｚ～５ＴＨｚ频率范围的ＴＨｚ波及其扫频信号混频到１．８ＧＨｚ，送入中频和ＤＳＰ处理器。雷达技术的研究、开发和应用，其中包括各类军事目此外，２个激光源混频产生１．８ＧＨｚ的参考信号送标的高保真度缩比模型制作及其雷达测量技术、高入中频和ＤＳＰ处理器。测试和参考信号进一步下效吸波材料制作等。从１９８２年至今，实验室已开发变频输入到ＤＳＰ仪器解调出Ｉ／Ｑ信号。了亚毫米波固态源和激光源、灵敏非连续和连续接亚毫米波技术实验室基于ＩＳＡＲ成像原理开展收机，同时实现了非金属材料的模拟和模型测量技了大量复杂目标和地物环境以及隐蔽目

7、标成像测术。目前研制了１６０ＧＨｚ、５２４ＧＨｚ、５８５ＧＨｚ和１．５６试，即采用连续波体制通过发射步进宽带扫频信号ＴＨｚＲＣＳ测量系统，前两者是基于微波上倍频技术，实现目标径向高分辨，通过转台旋转目标实现方位后两者是基于激光下变频技术。向高分辨。图２为利用１．５６ＧＨｚＲＣＳ测量系统，进行目标缩比模型的三维ＩＳＡＲ成像测量的结果。图中为Ｆ１６战斗机模型及其在ｋａ波段（３５ＧＨｚ）、ＨＨ极化下的