阅读说明：本技术 一种发热体的雷达散射截面测试系统及其方法 (Radar scattering cross section test system and method of heating element ) 是由 李业华 刘政 何山 王智勇 于 2020-06-12 设计创作，主要内容包括：本发明涉及一种发热体的雷达散射截面测试系统及其方法。本发明包括微波暗室、控制单元和测试仪器；所述微波暗室中设置有馈源、紧缩场、低散射支架、旋转驱动机构、耐高温支架、位移机构和电加热装置；本发明的系统和方法中目标体的加热温度可达1300℃,测量RCS时温度在1200℃左右,电加热装置使用位移机构移动,位移机构采用升降平台、作动筒、连杆等多种结构可实现快速准确移动,对目标体完成加热后快速移出微波暗室,并用带有吸波材料的盖板闭合开口,电加热装置及位移机构对测试系统的测量精度不产生影响,而且部破坏暗室的整体性,测量精度高。(The invention relates to a system and a method for testing a radar scattering cross section of a heating body. The invention comprises a microwave darkroom, a control unit and a test instrument; the microwave darkroom is provided with a feed source, a compact range, a low scattering bracket, a rotary driving mechanism, a high temperature resistant bracket, a displacement mechanism and an electric heating device; the heating temperature of the target body can reach 1300 ℃, the temperature is about 1200 ℃ when RCS is measured, the electric heating device moves by using the displacement mechanism, the displacement mechanism adopts various structures such as a lifting platform, an actuating cylinder, a connecting rod and the like to realize quick and accurate movement, the target body is quickly moved out of the microwave dark room after being heated, the opening is closed by using the cover plate with the wave-absorbing material, the electric heating device and the displacement mechanism do not influence the measurement precision of the test system, the integrity of the dark room is damaged, and the measurement precision is high.)

一种发热体的雷达散射截面测试系统及其方法

技术领域

本发明涉及雷达散射截面试验/测试方法，具体涉及一种发热体的雷达散射截面测试系统及其方法。

背景技术

随着雷达探测技术的发展，许多部件对隐身性能提出了更高的要求，雷达散射截面(RCS)作为衡量隐身性能最重要的指标一直是各国研究的重点，RCS测量作为评估RCS最直观准确的方法已经被广泛研究和应用。目前相关的文献资料中报道的RCS研究都是针对常温的目标体开展的。对于具有高温特征的部件使用现有的RCS测试系统无法准确测量其在高温状态的RCS。目标体在高温状态的RCS测量已成为隐身技术发展中必要解决的问题，高温RCS测试方法和高温RCS测试系统是测量目标体高温RCS的技术基础。

发明内容

本发明的目的是：设计一种雷达散射截面测试系统及测试方法，可用于高于室温甚至达到1200℃的发热体或发热部件的雷达散射截面的测量。且同时提供能够实施上述测试方法的实验设备或系统。

本发明的技术方案是：

本发明提供一种发热体的雷达散射截面测试系统，包括微波暗室、控制单元和测试仪器；所述微波暗室中设置有馈源、紧缩场、低散射支架、旋转驱动机构、耐高温支架、位移机构和电加热装置；控制单元用于控制旋转驱动机构、位移机构和电加热装置的工作，测试仪器用于发射和电磁波接收电磁波，发射的电磁波经过馈源到紧缩场再到目标体，从目标体反射的电磁波经过紧缩场到馈源再到测试仪器；微波暗室开有开口；

低散射支架为中空体，所述耐高温支架可旋转的设置在低散射支架顶部，所述旋转驱动机构设置于中空***置，且所述旋转驱动机构用于驱动耐高温支架转动，所述耐高温支架用于承载目标体；电加热装置安装于位移机构，所述盖板覆盖在电加热装置上，位移机构能够将电加热装置移动到第一位置和第二位置，在第一位置时，所述电加热装置能够对目标体加热，在第二位置时，所述电加热装置位于微波暗室的外部；所述开口用于位移机构和电加热装置进出微波暗室。

进一步的，所述开口或所述电加热装置设置有盖板，当所述电加热装置位于微波暗室的外部时，所述盖板封闭所述开口，且所述盖板上设置有吸波材料。

进一步的，所述耐高温支架为泡沫陶瓷材料。所述耐高温支架介电常数和介电损耗低，透波率高，后向电磁散射弱。

进一步的，位移机构为连杆机构、作动筒或升降台。所述位移机构结构不唯一，能够实现移动到两个位置的机械结构都在其限定范围中。

进一步的，所述耐高温支架能够承受1300℃高温。

进一步的，所述微波暗室通风装置，用于与外界大气空气交换。

进一步的，所述微波暗室内壁的吸波材料为无纺布吸波材料。无纺布吸波材料遇到燃烧物时不会燃烧，可防止目标体坠落时发生火灾。

本发明还提供一种发热体的雷达散射截面测试方法，使用上述的发热体的雷达散射截面测试系统，包括如下步骤：将电加热装置加热停止的时刻记录为零时刻，从零时刻开始以周期T记录测试结果，且停止加热后所述电加热装置从第一位置移动到第二位置之后，由测试仪器对目标体反射的电磁波进行测试，并记录测试结果；每个测试结果对应一个周期T。

进一步的，在测试过程中，所述耐高温支架旋转到不同位置时进行测试并记录结果。

本发明的优点是：本发明的系统和方法中目标体的加热温度可达1300℃，测量RCS时温度在1200℃左右，电加热装置使用位移机构移动，位移机构采用升降平台、作动筒、连杆等多种结构可实现快速准确移动，对目标体完成加热后快速移出微波暗室，并用带有吸波材料的盖板闭合开口，电加热装置及位移机构对测试系统的测量精度不产生影响，而且部破坏暗室的整体性，测量精度高。

附图说明

图1是本发明(实施例1)电加热装置位于第一位置对目标体加热；

图2是本发明(实施例1)电加热装置位于第二位置系统对目标体测量RCS；

图3是实施例2电加热装置位于第一位置对目标体加热；

图4是实施例2电加热装置位于第二位置系统对目标体测量RCS；

图5是实施例3电加热装置位于第一位置对目标体加热；

图6是实施例3电加热装置位于第二位置系统对目标体测量RCS。

其中：1.微波暗室；2.控制单元；3.测试仪器；4.馈源；5.紧缩场；6.低散射支架；7.旋转驱动机构；8.耐高温支架；9.目标体；10.位移机构(升降平台/作动筒/连杆)；11.电加热装置；12.盖板；13.无纺布吸波材料。

具体实施方式

下面对本发明做进一步详细说明。

实施例1，参见附图1和2，提供一种发热体的雷达散射截面测试系统，包括微波暗室、控制单元和测试仪器；所述微波暗室中设置有馈源、紧缩场、低散射支架、旋转驱动机构、耐高温支架、位移机构和电加热装置；控制单元用于控制旋转驱动机构、位移机构和电加热装置的工作，测试仪器用于发射和电磁波接收电磁波，发射的电磁波经过馈源到紧缩场再到目标体，从目标体反射的电磁波经过紧缩场到馈源再到测试仪器；微波暗室开有开口；

低散射支架为中空体，所述耐高温支架可旋转的设置在低散射支架顶部，所述旋转驱动机构设置于中空***置，且所述旋转驱动机构用于驱动耐高温支架转动，所述耐高温支架用于承载目标体；电加热装置安装于位移机构，所述盖板覆盖在电加热装置上，位移机构能够将电加热装置移动到第一位置和第二位置，在第一位置时，所述电加热装置能够对目标体加热，在第二位置时，所述电加热装置位于微波暗室的外部；所述开口用于位移机构和电加热装置进出微波暗室。

所述耐高温支架为泡沫陶瓷材料。所述耐高温支架介电常数和介电损耗低，透波率高，后向电磁散射弱。

位移机构为升降台。所述耐高温支架能够承受1300℃高温。

所述微波暗室内壁的吸波材料为无纺布吸波材料。无纺布吸波材料遇到燃烧物时不会燃烧，可防止目标体坠落时发生火灾。

所述开口设置有盖板，当所述电加热装置位于微波暗室的外部时，所述盖板封闭所述开口，且所述盖板上设置有吸波材料。

实施例2，参见图3和4，提供一种发热体的雷达散射截面测试系统，包括微波暗室、控制单元和测试仪器；所述微波暗室中设置有馈源、紧缩场、低散射支架、旋转驱动机构、耐高温支架、位移机构和电加热装置；控制单元用于控制旋转驱动机构、位移机构和电加热装置的工作，测试仪器用于发射和电磁波接收电磁波，发射的电磁波经过馈源到紧缩场再到目标体，从目标体反射的电磁波经过紧缩场到馈源再到测试仪器；微波暗室开有开口；

低散射支架为中空体，所述耐高温支架可旋转的设置在低散射支架顶部，所述旋转驱动机构设置于中空***置，且所述旋转驱动机构用于驱动耐高温支架转动，所述耐高温支架用于承载目标体；电加热装置安装于位移机构，所述盖板覆盖在电加热装置上，位移机构能够将电加热装置移动到第一位置和第二位置，在第一位置时，所述电加热装置能够对目标体加热，在第二位置时，所述电加热装置位于微波暗室的外部；所述开口用于位移机构和电加热装置进出微波暗室。

所述耐高温支架为泡沫陶瓷材料。所述耐高温支架介电常数和介电损耗低，透波率高，后向电磁散射弱。

位移机构为作动筒。所述耐高温支架能够承受1300℃高温。

所述微波暗室内壁的吸波材料为无纺布吸波材料。无纺布吸波材料遇到燃烧物时不会燃烧，可防止目标体坠落时发生火灾。

所述开口设置有盖板，当所述电加热装置位于微波暗室的外部时，所述盖板封闭所述开口，且所述盖板上设置有吸波材料。

实施例3，参见附图5和6，提供一种发热体的雷达散射截面测试系统，包括微波暗室、控制单元和测试仪器；所述微波暗室中设置有馈源、紧缩场、低散射支架、旋转驱动机构、耐高温支架、位移机构和电加热装置；控制单元用于控制旋转驱动机构、位移机构和电加热装置的工作，测试仪器用于发射和电磁波接收电磁波，发射的电磁波经过馈源到紧缩场再到目标体，从目标体反射的电磁波经过紧缩场到馈源再到测试仪器；微波暗室开有开口；

低散射支架为中空体，所述耐高温支架可旋转的设置在低散射支架顶部，所述旋转驱动机构设置于中空***置，且所述旋转驱动机构用于驱动耐高温支架转动，所述耐高温支架用于承载目标体；电加热装置安装于位移机构，所述盖板覆盖在电加热装置上，位移机构能够将电加热装置移动到第一位置和第二位置，在第一位置时，所述电加热装置能够对目标体加热，在第二位置时，所述电加热装置位于微波暗室的外部；所述开口用于位移机构和电加热装置进出微波暗室。

所述耐高温支架为泡沫陶瓷材料。所述耐高温支架介电常数和介电损耗低，透波率高，后向电磁散射弱。

位移机构为连杆机构。所述耐高温支架能够承受1300℃高温。

所述微波暗室内壁的吸波材料为无纺布吸波材料。无纺布吸波材料遇到燃烧物时不会燃烧，可防止目标体坠落时发生火灾。

所述开口设置有盖板，当所述电加热装置位于微波暗室的外部时，所述盖板封闭所述开口，且所述盖板上设置有吸波材料。

特别在，实施实例3中暗室的开口位于微波暗室墙壁，位移机构采用连杆，电加热装置在第一位置可对目标体加热，在第二位置盖板盖住开口可进行RCS测量。目标体(发热体或发热部件)最高温度在500℃左右的RCS测量过程：

(1)用控制单元控制电加热装置保持在第二位置，并控制盖板盖住开口，用控制单元设置测试仪器的频率、采集数据点数、始角度、终止角度、步进角度，用控制单元设置旋转驱动机构的起始角度、终止角度、步进角度；

(2)将目标体放置于耐高温支架上面，用控制单元控制盖板旋转敞开开口，并控制电加热装置下降到第一位置，使电加热装置套在目标体周围；

(3)用控制单元设置加热温度为700℃，启动电加热装置对目标体加热，待加热至700℃时停止加热记录此时的时刻，并开始以0.1s为周期记录目标体的温度；用控制单元设置升降平台的移动速度参数，将电加热装置移动到第二位置，用控制单元控制盖板旋转盖住开口，在目标体达到第二位置时目标体的温度需要高于500℃；

(4)记录电加热装置移动到第二位置的时刻，并开始以0.1s为周期测量目标体反射的电磁波和目标体温度，旋转驱动机构每旋转一个步进角度测试仪器测量记录一次目标体反射的电磁波并记录一次目标体的温度，直至旋转至终止角度，记录到达终止角度的时刻；

(5)待目标体冷却至室温时，将目标体取下，测量微波暗室的背景；

(6)将定标体放置于高温支架上面，测量定标体；

(5)控制单元对角度、微波暗室背景反射的电磁波信号、定标体反射的电磁波信号、目标体反射的电磁波信号、记录的温度、记录的时刻等数据进行处理，得到目标体每个角度对应的RCS和每个角度对应的温度。