太赫兹目标rcs缩比测量技术

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1、万方数据第25卷第6期2013年6月强激光与粒子束HIGHPOWERLASERANDPARTlCLEBEAMSV01．25，NO．6Jun．，2013文章编号：1001—4322(2013)06一1541—04太赫兹目标RCS缩比测量技术‘武亚君，黄欣，徐秀丽，李利(电磁散射重点实验室，f．海200438)摘要：论述了国外基于微波上倍频、激光下变频、THz时域光谱三种典型太赫兹波目标雷达散射截面(RCS)缩比测试系统的构成、技术特点和应用范围。采用固态器件、基于微波上倍频技术集成研制了宽带太赫兹低频端目标R

2、CS测量系统，采用基于扫频的时域法RCS测量技术和小角度旋转目标雷达合成孑L径(ISAR)成像方法对小目标进行了电磁散射特性测量，获取了目标RCS和二维散射成像信息。关键词：太赫兹；微波上倍频；时域光谱；雷达散射截面；缩比测量中图分类号：TN95文献标志码：Adoi：10．3788／HPLPB20132506．1541太赫兹波介于微波和红外之间，既有微波和红外的优点，又能克服它们的弱点，具有频带宽、波长短、信息容量大等特点，其应用范围已从基础科学逐渐向雷达与通信、航空航天、天文与地理、反恐缉毒、农业以及生物

3、医学研究方面不断扩展，近年来国外各国非常重视太赫兹技术的应用发展，美国在太赫兹目标雷达散射截面(RCS)缩比测量技术研究领域处于国际领先地位。电磁缩比测量是研究大型装置电磁散射特性的主要方法之一，美国等国家成立专门的太赫兹测量技术研究机构，从事太赫兹测量技术的开发和应用，形成专用测试设备研制、精准目标与环境物理模型制作、雷达目标散射特性获取与分析、应用的一体化。基于微波上倍频、激光下变频、THz时域光谱技术(THz—TDS)，开发研制了多套太赫兹目标电磁散射特性缩比测量系统，获取低频、微波及毫米波雷达所需的

4、目标电磁散射特征信息。国内太赫兹目标RCS缩比测量研究刚刚起步，需要从太赫兹波与物质相互作用机理、高功率太赫兹源、高灵敏度接收、目标散射特性仿真和测量技术、目标识别理论及方法等各方面开展深入的研究。1国外典型太赫兹RCS缩比测量系统根据太赫兹辐射信号产生方式分为三种：一种基于微波上倍频；一种是激光下变频；一种是THz时域光谱技术。1．1基于微波上倍频的RCS测量系统基于微波上倍频技术建立的RCS测量系统工作频率通常在1THz以下，系统稳定，使用寿命长。美国马萨诸塞州立大学的亚毫米波技术实验室(STI。)在太

5、赫兹电磁缩比测试领域处于国际领先，采用微波上倍频技术建立了160，524和660GHz缩比测量系统n“，开展了目标和地物环境及隐蔽目标RCS和成像测试。RCSi贝4量系统主要由收发系统、准直反射器、目标旋转转台和数据采集系统构成。其中收发系统是关键设备，以524GHz收发系统为例论述其组成和技术特点。图1为基于微波上倍频方式的524GHz收发系统框图，是全极化收发机。收发机包括合成源／转换器、发射倍频链，接收倍频链和混频器、中频转换器和I／Q解调器。合成源／转换器产生三个信号：发射倍频链驱动信号，接收倍频链

6、驱动信号，中频参考信号。lo．83GHz信号经上变频、滤波，下变频产生10．917和10．854GHz信号，频率相差62．5MHz。62．5MHz差信号经48次倍频产生3GHz的中频参Fig．1Blockdiagramof524GHztransceiverbymicrowaveup—conversion罔l基于微波上倍频方式的524(jHz收发系统框图*收稿El期：2012—1205；修订日期：2013—0卜15作者简介：武亚君(1974)．女，硕士，研究员，从事日标与环境特性研究；sh802htwyj@s

7、ina．corn。万方数据强激光与粒子束第25卷考信号加到中频转换器上。10．917GHz信号经发射倍频链产生524GHz发射信号。10．854GHz信号经功分器分成两路，经24次倍频加到H、V接收支路的二次谐波混频器上，与524GHz接收信号混频产生3GHz信号，加到中频转换器的H、V接收支路上。3GHz测试中频信号和参考中频信号放大后，进一步下变频到50kHz，输入到I／Q解调器，利用数字信号处理(DSP)技术还原出I／Q信号。系统采用步进扫频测量方式，带宽20GHz，采样点2048，采用软件距离门技术

8、滤除暗室杂波。利用圆盘和二面角进行RCS定标，交叉极化隔离度为45dB。STI。完成了目标和各种地物环境下目标的三维ISAR图像测量。图2为地面上坦克缩比模型的三维ISAR成像测量，测量数据处理后结果如图3和图4所示，图3为侧视图，图4为前视图∞j。Fig．2Viewofscale—modeltankmountedonsmoothgroundplane图2光滑地面上的缩比坦克模型Fig．3Sideviewofsc