具波前非均匀振幅分布消除方法之雷达截面积量测系统

摘要

本案揭示具波前非均匀振幅分布消除方法之雷达截面积量测系统。应用于缩距雷达截面积量测，可增进雷达截面积量测之准确度，并加以电波静域范围。基本上，缩距量测使用大型抛物面反射天线，使得电波于短距离内，达到波前相位一致之平面波，满足远场平面波幅射之效果，但因受限于反射面天线口径，此平面波之波前振幅分布不均匀，只在有限的电波静域范围内，视为近似均匀分布。若待测目标物尺寸大于电波静域，则量测值具振幅分布不均之误差效应。本案申请之专利雷达截面积量测系统，包括平面波振幅非均匀分布之去除方法。此方法以反合成口径雷达影像之聚焦干涉法，测得待测物体于某观测角度各散射点之强度及位置，并以计算分析求得，由缩距反射面天线产生之入射平面波振幅分布特性。依此非均匀振幅分布位置，对待测物各散射点之反射强度予以补偿。最后再以此补偿后之各散射点反射强度及相对位置，经向量合成得到某一特定观测角度雷达截面积。补偿过程以平行处理模式进行并配合快速量测系统架构，达到即时量测，即时补偿之目的。此系统除了增进雷达截面积量测之准确度外，其主要的用途在于当待测物实体尺寸大于电波静域范围时，不需作硬体上之任何更改，例如：增加缩距反射面天线之尺寸，以加大电波静域范围。应用此振幅补偿法，即可有效去除波前振幅非均匀分布之误差，增加电波静域范围，使得可测实体尺寸不受限于原电波静域范围，而趋近至实际反射面天线之尺寸。

主权项

1. 一种波前非均匀振幅分布消除方法,其包含下列步骤: 以反合成口径雷达全聚焦雷达影像处理,将待测目标物的回波信号转换成雷达影像之步骤; 以反射面之波前非均匀振幅分布特性,对该目标物的雷达影像,施予发射及接收双重振幅补偿; 将该振幅补偿后之雷达影像,以向量合成法,合成各散射点之回波强度,转换成已消除波前非均匀振幅分布影响的雷达截面积量测値。2. 如申请专利范围第1项所述之一种波前非均匀振幅分布消除方法,其中包含以物理光学及几何绕射理论,分析反射面之波前非均匀振幅分布特性。3. 如申请专利范围第1项所述之一种波前非均匀振幅分布消除方法,其中包含以全聚焦雷达影像方法,处理目标物之雷达影像,以获得该目标物各个散射点之正确位置及回波强度。4. 一种具有可消除波前非均匀振幅分布之雷达截面积量测系统,其包含下列装置; 用以统合控制雷达截面积量测系统运作之量测控制装置; 用以发射电磁辐射及接收回波讯号之微波量测装置; 用以将球面电磁波反射成平面波之反射面天线; 用以支撑目标物并使之旋转至各量测角度之旋转天台; 利用第1项之波前非均匀振幅分布消除方法,处理目标物雷达影像之影像处理装置; 利用第1项之波前非均匀振幅分布消除方法,处理振幅补偿之平行阵列处理装置。5. 如申请专利范围第4项所述之一种具有可消除波前非均匀振幅分布之雷达截面积量测系统,其中旋转平台受量测控制系统之控制,以持续且适当配合微波扫描速率之旋转速度,连续量测目标物各个观测角度之回波强度。6. 如申请专利范围第4项所述之一种具有可消除波前非均匀振幅分布之雷达截面积量测系统,其中影像处理装置,系以PS390影像处理器为主架构,可同时处理数个连续观测角度目标物回波之全聚焦雷达影像。7. 如申请专利范围第4项所述之一种具有可消除波前非均匀振幅分布之雷达截面积量测系统,其中平行阵列处理装置,系以MAP4000阵列处理器为主架构,可同时平行处理目标物雷达影像之波前非均匀振幅分布双重补偿,并且即时以向量合成法,将振幅补偿后之雷达影像转换成该目标物的雷达截面积値。图示简单说明:图(1):抛物面反射天线,缩距雷达截面积量测系统。图(2):锯齿状边缘缩距反射面天线。图(3):滚状边缘缩距反射面天线。图(4):锯齿状及滚状缩距系统,波前振幅分布特性。图(5):实测二维平面,波前振幅分布特性。图(6):波前相位分布特性,理论计算。图(7):波前振幅分布特性,理论计算。图(8):补偿前,五个角反射器之雷达截面积値。图(9):相同大小且等距横向放置之五个角反射器结构示意图。图(10):振幅补偿前,五个角反射器之非聚焦雷达影像。图(11):振幅补偿前,五个角反射器之聚焦雷达影像。图(12):振幅补偿后,五个角反射器之聚焦雷达影像。图(13):振幅补偿后,五个角反射器之非聚焦雷达影像。图(14):振幅补偿后,五个角反射器之雷达截面积値。图(15):30度观测角,振幅补偿前,五个角反射器全聚焦雷达影像。图(16):30度观测角,振幅补偿后,五个角反射器全聚焦雷达影像。图(17):波前非均匀振幅补偿,即时平行处理流程。