目标单站RCS近场测量方法研究

摘要

近场测量方法具有信息量大、便于室内操作、测量精度高、保密性强、可以全天侯工作等优点，因此这种方法已成为国内外研究目标或天线散射特性的一个重要方法。本文在近场测量理论的基础上，推导了近远场变换理论，并通过计算机仿真，对三维目标和天线的单站近场散射测量方法进行了研究。论文的主要工作如下：
　　首先，研究了近远场变换理论,包括降维算法和三维算法。在电磁理论的基础上，结合特殊函数，推导出了待测目标或天线的散射近场与远场RCS之间的数学关系。
　　其次，应用近远场变换理论三维算法的降维算法研究分析微带天线的远场散射特性。天线散射场由结构模式项散射场和模式项散射场这两部分组成。本文应用单站近场测量方法的降维算法并结合天线散射场的分离理论分别求出了微带天线结构模式项RCS理论值和模式项RCS理论值，并将结构模式项RCS理论值与实际值进行比较。
　　再次，在近远场变换理论三维算法的基础上，通过电磁仿真软件 FEKO对单站近场测量方法进行了分析和研究。在仿真测量过程中，用电偶极子作为“自发自收”探头进行近场测量，获得三维目标（圆柱体）的单站散射近场数据，通过近远场变换理论算法公式得到目标的远场单站RCS理论值。同时，通过直接给待测目标加平面波得到目标的远场RCS实际值，最后比较理论值和实际值。结果证实了这种方法对于三维目标的适用性。
　　最后，分析单站近场散射测量方法产生误差的因素，并研究其补偿技术。在分析误差的同时，也证明了采样定理的科学性。

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第一章绪论

1.1 选题背景及意义

1.2 近场散射测量发展情况

1.3 论文安排及主要工作

第二章近场散射测量相关理论概述

2.1 天线的近场和远场

2.2 雷达散射截面（RCS）的概念

2.3 天线散射的基本理论

2.4 近场测量的基本概念

2.5 矩量法在散射分析中的应用

第三章近远场变换理论算法

3.1 引言

3.2 单站近场散射测量三维算法

3.3 近远场变换理论的降维算法

3.4 小结

第四章微带天线单站RCS近场测量方法研究

4.1 引言

4.2 微带天线散射的分析过

4.3 近场测量距离

4.4 总结

第五章单站近场散射测量三维算法

5.1 引言

5.2 建立研究模型

5.3 研究过程分析

5.4 总结

第六章误差分析与补偿

6.1 引言

6.2 单站近场散射测量的误差分析

6.3 单站近场散射测量的误差补偿

6.4 小结

第七章结论和展望

7.1 研究结论

7.2 研究展望

参考文献

致谢

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