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国家自然科学基金《超低空目标与海面复合散射机理及验证方法》
作者:    发布于:2019-02-12 17:12:09    文字:【】【】【
摘要:国家自然科学基金研究进展

国家自然基金项目“超低空目标与海面复合散射机理及验证方法研究”通过同步采集海面波形以及电磁散射回波的方式,获取海面以及与目标复合散射数据,进而分析海面目标复合散射机理,该方法可为海面散射仿真提供验模数据,项目研究成果海面测试数据、海面散射特性测试系统、造波水池等设备均可通过申请免费使用。

一、项目研究成果简介

在造波池生成浪高0.5m,周期4s的PM谱多向不规则波浪,采集海面波高,如图1所示。

             

同步采集海面散射特性数据,通过记录回波采集时间,与波高采集时间轴一一对应。获取同步测试结果以后,将浪高采集数据输入散射计算软件进行仿真,与相同时刻电磁散射数据进行对比,验证情况如图2,仿真与测试值的回波趋势基本一致,均方误差3.3dB

                    

Bruggeman理论模型为指导,采用化学成分逼近方法,构造出满足缩比关系介电性能要求的复合材料研制海面模拟样板块使其介电常数在使用频段与海水一致开展海面散射特性以及海面目标复合特性研究。研制样板块过程中产生的海面起伏模型如图3所示,其中一块样板模型如图4所示,拼接以后的海面样板如图5所示。

 

             

62PM谱海面样板散射系数随入射角变化的测试与理论计算结果,转换成全尺寸测试频点为37.5GHz,绿色实线为测试曲线,红色实线为确定性数字样本的理论计算结果,黑色实线为雷达手册中国外实测曲线,蓝色曲线为造波水池的统计测试结果,由于造波水池测试是用40个样本测试值进行统计平均,每个角度的测试值都有一定的变化范围,取其变化的最大值作为误差线上限。从结果中可以看出测试值与计算值均方误差为0.88dB,大部分角度的测试值均在造波池实测的散射系数范围内,说明了海面缩比模拟准确性较高。

      

在此基础上,开展海面与金属平板的复合测试,验证目标与海环境复合状态下的多次散射问题,目标为边长20cm的金属平板,测试场景如图7所示。

平板与海面构成了强反射的二面角,发射天线与水平面夹角58°,波束宽度,依据相对位置关系计算反射峰值的宽度应为350mm左右。如图8,峰值区域的测试值与仿真计算值的均方根误差3.6dB,测试结果中多次反射峰值宽度与测试现场几何关系换算结果一致。

                      

 

       二、项目研究成果申请使用流程

1)数据共享

本项目获得的测试数据,包括XKu波段海杂波模拟测试数据,海面波形与散射回波同步测试数据,可免费提供国内同行申请下载;

2)试验设施共享

依托本单位实验室建设的海杂波模拟测试设备,可以向国内相关行业同行免费开放使用,联合开展海杂波研究,有相关试验需求的单位可提前沟通测试状态,免费申请使用;

3)海杂波特性研究合作

本单位实验室定期发布实验室开放课题,与国内相关行业同行联合开展海杂波特性研究,定期交流项目成果,共同促进海杂波特性研究的发展提高。

测试数据、试验设备、联合课题等均可通过提交申请表的方式开展,表格如下,申请表请发送联系人邮箱:daifei83@hotmail.com,如有疑问,请联系飞,13621811422、何鸿飞,13818878907

 

申请表

 

 

申请人

单位

项目名称

申请内容

联系方式

 

 

 

测试数据/测试设备/联合研究(数据状态需求、测试内容要求、联合项目内容等)