太赫兹目标近场RCS测量与误差抑制技术

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太赫兹雷达信号具有大带宽、高分辨等优势,在军事领域如空间目标探测、民用领域如安检等方面都有着十分宽广的应用前景。太赫兹目标散射特性测量是太赫兹技术发展的基础,也是目前太赫兹领域的热点研究内容之一。本文以太赫兹雷达散射截面(Radar Cross Section,RCS)测量与误差抑制为背景,主要围绕太赫兹目标RCS测量技术、RCS误差抑制与误差评估指标、近场误差修正等方面展开工作。针对太赫兹测量技术,着重论述了RCS的定义、线性调频信号体制下的获取方法,与测量相关的太赫兹系统,以及定标技术。首先,依据雷达目标RCS的经典定义和宽带RCS的定义,给出了在典型信号体制--线性调频信号体制下目标RCS的获取方法;然后,从结构和工作原理上介绍了基于微波倍频源的太赫兹雷达系统。接着,介绍了太赫兹频段下的RCS定标技术;最后,利用电磁计算软件CST计算了标准体目标的理论RCS的数值解,为测量结果的比对验证提供了依据。针对RCS测量误差抑制与误差评估指标,着重研究了RCS测量误差特性与相应抑制方法,并结合现有评估指标提出了改进的误差评估指标。首先,分析了RCS测量误差来源;接着,针对测量误差的特点,通过矢量场相减、软件距离门方法进行了背景杂波抑制,从一定程度上抑制了背景杂波对RCS测量结果的影响;然后,详述了已有的基于统计学误差评估指标和基于FSV方法的误差评估指标;最后,以此为基础,提出了基于分段统计的误差评估指标,并用于RCS测量误差的评估。针对近场RCS测量引入的误差,着重研究了三种近场修正技术。首先分析了近场测量对RCS测量带来的影响;接着,构建了近场测量模型,对Melin滤波、柱面场修正和逆合成孔径成像变换三种近场修正技术进行分析,并将其应用于太赫兹RCS测量的近场修正;最后,评估了误差抑制效果,验证表明三种抑制方法具有一定的成效。
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