大地回波特性对于星载/机载雷达、微波遥感和雷达高度计有重要的意义。散射系数测量是获得大地回波特性的主要手段,而为散射系数测量而设计的雷达散射计又是散射系数测量的关键技术之一。本文介绍了一种以接近垂直入射大地回波测量为应用背景的S波段雷达散射计系统的设计方案与具体实现。系统采用线性调频连续波雷达(LFMCW)体制,双天线设计。目标回波差拍后的中频信号经过放大滤波后被直接数字化,并通过数据采集卡被采集存储到计算机。利用存储的中频信号的功率谱,结合测量时的雷达参数和几何配置,就可以计算得到被测目标的散射系数。定标是雷达散射计与探测用普通雷达的核心区别,是雷达散射计进行散射测量的最重要要素之一,定标好坏直接决定了测量精度。文中介绍了散射计的一般定标手段,并针对本系统设计了定标方法。实验利用两个已知RCS值的定标金属球,使用相对标定法对散射计系统进行外定标实验,得到了定标数据。对比标准定标体的测试数据,结果表明,整个系统工作正常、性能良好。此外,通过内外场实验,分别利用雷达延迟线和角反射器对该散射计作了PGA增益和距离测量的校正。最后,本文还利用该散射计对均匀树冠进行了散射系数测量,对测量结果做了分析处理。并对近垂直入射时的散射系数测量方法作了一定讨论。本文主要完成了以下两个方面的工作:一、散射计系统的研制。包括从根据测量方法提出设计要求到整个测量系统的设计实现全过程。其中主要有以下一些工作:根据测量要求,设计了S波段雷达散射计的总体方案和相关参数。设计调试了LFMCW体制S波段雷达散射计射频前段和中频软硬件电路。开发了基于PC平台的中频数字信号采集与存储软件。二、散射计的定标与散射系数测量方法,包括:研究了散射计的定标方法。通过内外场实验,对散射计增益和距离进行了校正,并利用金属球完成了绝对定标。使用该散射计对大树均匀树冠散射系数进行了测量与分析。讨论了近垂直入射散射系数测量中的几个实际问题。