申请/专利权人：北京环境特性研究所

申请日：2018-03-07

公开（公告）日：2020-07-03

公开（公告）号：CN108427101B

主分类号：G01S7/03(20060101)

分类号：G01S7/03(20060101)

优先权：

专利状态码：有效-授权

法律状态：2020.07.03#授权;2018.09.14#实质审查的生效;2018.08.21#公开

摘要：本发明公开了一种RCS无源模拟装置，涉及信号特征控制技术领域。本发明的RCS无源模拟装置包括：龙伯透镜体、消隐层、反射层；所述消隐层呈球冠状，其贴覆于所述龙伯透镜体外表面底端与所述反射层之间，用于对消所述龙伯透镜体的RCS频率响应特性。本发明的装置能够在实现大动态广角域RCS模拟的同时，消除现有模拟装置存在的RCS对频率的依赖性，从而实现多波段的等量级RCS模拟。

主权项：1.一种RCS无源模拟装置，其特征在于，所述装置包括：龙伯透镜体、消隐层、反射层；所述消隐层呈球冠状，其贴覆于所述龙伯透镜体外表面底端与所述反射层之间，用于对消所述龙伯透镜体的RCS频率响应特性；所述消隐层为吸波涂层，且所述吸波涂层的反射率ρ满足： 式中，σ0为需求的RCS模拟值，λ为电磁波波长，R为龙伯透镜体的半径；所述消隐层与所述反射层的表面积大致相同，且满足：S＝2πRhh＝1-cos0.5θ*R式中，S为消隐层的表面积，R为龙伯透镜体的半径，h为消隐层的高度，θ为RCS响应角域。

全文数据：一种RCS无源模拟装置技术领域[0001]本发明涉及信号特征控制技术领域，尤其涉及一种RCS无源模拟装置。背景技术[0002]在目标特性模拟应用中，现有的RCS无源模拟装置有龙伯球、三面角反射器、二面角反射器、平板、圆柱、金属球、尖顶等。[0003]以上各RCS无源模拟装置在有效响应角域内的频率响应特性迥然不同。其中，金属球具有频率响应一致性，也就是说，在光学区内，金属球的RCS大小与频率无关。然而，与同样尺寸的其他RCS无源模拟装置相比，金属球可模拟的RCS相对较小。另外，由于重量、形变、表面光滑度等诸多因素的限制，因此在实际过程中选用金属球进行RCS模拟的情形比较少。其他现有RCS无源模拟装置均具有频率依赖性，也就是说，这些RCS无源模拟装置的RCS大小随着频率的变化而变化。比如，龙伯球的RCS大小与频率的平方成正比。这意味着，即便是同一波段，高频段与低频段的龙伯球的RCS也有可能相差一个量级。显然，这些现有的RCS无源模拟装置无法满足多波段RCS等量级模拟的需求。[0004]针对现有技术的不足，需要提供一种新的RCS无源模拟装置，以既能满足在大动态广角域进行RCS模拟的需求，又能满足多波段RCS等量级模拟的需求。发明内容[0005]本发明要解决的技术问题在于:针对现有技术中的缺陷，提供一种RCS无源模拟装置，以在实现大动态广角域RCS模拟的同时，实现多波段等量级RCS模拟。[0006]为了解决上述技术问题，本发明提供了一种RCS无源模拟装置。[0007]本发明的RCS无源模拟装置包括:龙伯透镜体、消隐层、反射层;所述消隐层呈球冠状，其贴覆于所述龙伯透镜体外表面底端与所述反射层之间，用于对消所述龙伯透镜体的RCS频率响应特性。[0008]可选地，所述消隐层为吸波涂层，且所述吸波涂层的反射率P满足：[0009][0010]式中，〇Q为需求的RCS模拟值，λ为电磁波波长，R为龙伯透镜体的半径。[0011]可选地，所述消隐层与所述反射层的表面积大致相同，且满足：[0012]S=2JiRh[0013]h=1-cosO·5Θ*R[0014]式中，S为消隐层的表面积，R为龙伯透镜体的半径，h为消隐层的高度，θ为RCS响应角域。[0015]可选地，所述消隐层的厚度小于或等于0.5mm。[0016]可选地，所述龙伯透镜体为多层球状结构，包括：由内向外依次设置的核心层和多个球壳层;所述核心层由两个半球体组成，所述多个球壳层中的每一个均由两个半球壳组成。[0017]可选地，所述核心层与最里层的球壳层的层间间隙、相邻球壳层的层间间隙均小于或等于〇·5mm〇[0018]可选地，所述龙伯透镜体的直径D满足:70mmD400mm。[0019]可选地，所述反射层的厚度小于或等于0.2mm。[0020]可选地，所述装置还包括：蒙皮层;所述蒙皮层包覆在由所述龙伯透镜体、所述消隐层和所述反射层构成的整体的外表面上。[0021]可选地，所述蒙皮层的厚度di满足:0.5mm彡didm;所述蒙皮层的介电常数£1满足:I·1。[0022]实施本发明，具有以下有益效果:通过将由龙伯透镜体和反射层构成的龙伯球作为RCS无源模拟装置的主体结构，并在龙伯透镜体和反射层之间设置消隐层，能够在实现大动态广角域RCS模拟的同时，消除现有RCS无源模拟装置存在的RCS对频率的依赖性，从而实现多波段的等量级RCS模拟。附图说明[0023]图1是本发明实施例的RCS无源模拟装置的组成示意图；[0024]图2是本发明实施例的龙伯透镜体的结构示意图；[0025]图3是本发明实施例的RCS无源模拟装置的部分结构的示意图。[0026]图中：1:龙伯透镜体;2:消隐层;3:反射层;4:蒙皮层；101:核心层；102、第一球壳层；103、第二球壳层；10N:最外球壳层。具体实施方式[0027]为使本发明实施例的目的、技术方案和优点更加清楚，下面将结合本发明实施例中的附图，对本发明实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施例是本发明的一部分实施例，而不是全部的实施例。基于本发明中的实施例，本领域普通技术人员在没有做出创造性劳动的前提下所获得的所有其他实施例，都属于本发明保护的范围。[0028]图1是本发明实施例的RCS无源模拟装置的组成示意图。如图1所示，本发明实施例的RCS无源模拟装置包括:龙伯透镜体1、消隐层2、反射层3。进一步，本发明实施例的RCS无源模拟装置还可包括:蒙皮层4。[0029]龙伯透镜体1呈球状，其可由聚苯乙烯材料发泡而成。在该RCS无源模拟装置中，龙伯透镜体1主要用于聚焦电磁波。具体实施时，龙伯透镜体的直径可根据需要模拟的RCS的量级进行灵活设置。其中，龙伯透镜体的直径D的优选范围为:70mm彡D彡400_。[0030]龙伯透镜体1的具体结构可参见图2。如图2所示，龙伯透镜体1呈多层球状结构，包括：由内向外依次设置的核心层101、多个球壳层。所述多个球壳层包括:第一球壳层102、第二球壳层103……，直至最外球壳层10N。其中，核心层101可由两个半球体组成，每个球壳层可由两个半球壳组成。在一优选实施方式中，为了尽量避免产生散焦、波束倾斜、方向图畸变等现象，龙伯透镜体1还满足:核心层101与第一球壳层102的层间间隙、相邻球壳层的层间间隙均小于或等于〇.5mm。[0031]反射层3呈球冠状，其设置于龙伯透镜体的外表面的底端。在该RCS无源模拟装置中，反射层3用于实现电磁波的反射，以产生雷达回波。可选地，反射层3可由超薄铝箱制成。具体实施时，反射层3可由整张铝箱裁剪而成，也可由多张铝箱片拼接而成。需要指出的是，在对多张铝箱片进行拼接时，拼接处最好不出现缝隙。在一优选实施方式中，反射层3还满足:反射层的厚度小于或等于0.2mm。通过以上设置，可以避免由于反射层过厚导致在其边缘产生较强的电磁散射，从而影响整个RCS无源模拟装置的RCS分布的问题。[0032]消隐层2为球冠状，其贴覆在龙伯透镜体1的外表面底端和反射层3之间，用于对消龙伯透镜体的RCS频率响应特性。在一优选实施方式中，消隐层2为吸波涂层。所述吸波涂层可由铁氧体以及磁性纳米颗粒按一定工艺要求复配而成，其电性能随频段不同呈现吸波或透波特性。进一步，为了起到良好的“对消龙伯透镜体的RCS频率响应特性”的作用，吸波涂层的反射率P满足：[0033][0034]式中，为需求的RCS模拟值，λ为电磁波波长，R为龙伯透镜体的半径。[0035]在一优选实施方式中，消隐层2还满足:消隐层的厚度小于或等于0.5mm。通过以上设置，能够尽量减少散焦效应，提高反射层对电磁波的反射效果，这是由于:龙伯透镜体的焦点位于其底端，在龙伯透镜体和反射层之间加入消隐层后，反射层会偏离焦点，从而造成散焦效应，消隐层的厚度越大，散焦效应越严重。[0036]下面结合图3对消隐层作进一步说明。如图3所示，消隐层2贴覆在龙伯透镜体1的外表面底端，并且，消隐层还可满足:消隐层与反射层的表面积大致相同，且满足：[0037]S=2JiRh[0038]h=1-cosO·5Θ*R[0039]式中，S为消隐层的表面积，R为龙伯透镜体的半径，h为消隐层的高度，θ为RCS响应角域。具体实施时，为实现宽角域响应，Θ的优选取值范围为：Θ大于或等于140°;R的取值可根据所需模拟的RCS的量级进行选取。[0040]蒙皮层4包覆在由龙伯透镜体1、消隐层2和反射层3构成的整体的外表面上，用于保护内部结构，使RCS无源模拟装置在使用、运输、贮存过程中具备一定的机械强度。在一优选实施方式中，为了使蒙皮层既能具备一定的机械强度，又能尽量减少电磁波的传输损耗，具备良好的透波性能，蒙皮层的厚度Cl1满足:0.5mm彡cKl.Omm;并且，蒙皮层的介电常数ει满足：1.0εΐ1.1。具体实施时，蒙皮层可由环氧树脂、无碱纤维玻璃布、聚酰胺树脂、和四乙烯五胺固化而成。[0041]在本发明中，通过分析现有RCS无源模拟装置的频率响应特性选择龙伯球作为目标特性模拟的主体部件，并在龙伯透镜体与反射层之间添加消隐层，从而使得本发明实施例的RCS无源模拟装置至少具备以下优点的一个或多个：[0042]1该装置具有频率响应一致性，即该装置所模拟的RCS大小与入射电磁波的频率无关，从而解决了多波段RCS等量级模拟的技术瓶颈；[0043]2该装置能够实现大动态广角域RCS模拟；[0044]3适用范围广，该装置可广泛应用于各种舰载、车载、机载、球载、弹载、星载靶标系统的研制以及无源干扰、示假伪装等多个领域。[0045]最后应说明的是：以上实施例仅用以说明本发明的技术方案，而非对其限制;尽管参照前述实施例对本发明进行了详细的说明，本领域的普通技术人员应当理解:其依然可以对前述各实施例所记载的技术方案进行修改，或者对其中部分技术特征进行等同替换；而这些修改或者替换，并不使相应技术方案的本质脱离本发明各实施例技术方案的精神和范围。

权利要求：1.一种RCS无源模拟装置，其特征在于，所述装置包括:龙伯透镜体、消隐层、反射层;所述消隐层呈球冠状，其贴覆于所述龙伯透镜体外表面底端与所述反射层之间，用于对消所述龙伯透镜体的RCS频率响应特性。2.根据权利要求1所述的装置，其特征在于，所述消隐层为吸波涂层，且所述吸波涂层的反射率P满足：式中，σ〇为需求的RCS模拟值，λ为电磁波波长，R为龙伯透镜体的半径。3.根据权利要求1所述的装置，其特征在于，所述消隐层与所述反射层的表面积大致相同，且满足：S=2JiRhh=1-cosO·5Θ*R式中，S为消隐层的表面积，R为龙伯透镜体的半径，h为消隐层的高度，Θ为RCS响应角域。4.根据权利要求1所述的装置，其特征在于，所述消隐层的厚度小于或等于0.5_。5.根据权利要求1所述的装置，其特征在于，所述龙伯透镜体为多层球状结构，包括：由内向外依次设置的核心层和多个球壳层;所述核心层由两个半球体组成，所述多个球壳层中的每一个均由两个半球壳组成。6.根据权利要求5所述的装置，其特征在于，所述核心层与最里层的球壳层的层间间隙、相邻球壳层的层间间隙均小于或等于〇.5mm。7.根据权利要求6所述的装置，其特征在于，所述龙伯透镜体的直径D满足:70mmD400mm〇8.根据权利要求1所述的装置，其特征在于，所述反射层的厚度小于或等于0.2mm。9.根据权利要求1所述的装置，其特征在于，所述装置还包括:蒙皮层;所述蒙皮层包覆在由所述龙伯透镜体、所述消隐层和所述反射层构成的整体的外表面上。10.根据权利要求9所述的装置，其特征在于，所述蒙皮层的厚度Cl1满足：0.5mm彡Cl1彡I.Omm;所述蒙皮层的介电常数£:满足:1.0彡1.1。

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