背景与需求
隐身飞机各种电子设备的天线系统是整机RCS的主要来源，设计方案只能对天线辐射特性和RCS特性进行折中。例如雷达系统的主要部件是带通谐振特性雷达罩和低信号特征有源相控阵天线，而其他电子设备的天线往往是共形或嵌入式的。所有天线系统都应安装在全尺寸飞机模型上测试其雷达散射特性。但测试结果将不可避免地包含来自模型的散射贡献。此时只有通过准确的雷达成像技术才能分析出被测部件的RCS贡献。
难点与挑战
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全尺寸目标测试需求：从设计阶段开始就采用全尺寸模型进行测试能反映真实情况下天线系统的RCS指标，最大限度地降低研制风险。
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天线系统RCS诊断测试需求：对强散射部件的定位与诊断测试能力有助于采取合理措施降低天线系统整体RCS。
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现场实时测试需求：在天线装调现场往往需要在短时间内测试多个设计方案，而现场并没有合适的场地、暗室等必要设施。
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与仿真设计软件集成：天线系统RCS仿真设计软件和测试系统的有效集成有助于对系统设计进行对比验证。
我们的方案
方案的构成
被测天线系统应安装在全尺寸飞机模型上。测试系统在目标近场用平面扫描方式测量目标雷达散射截面（RCS）。系统指标如被测目标尺寸、测量精度和灵敏度等与目标测试需求一致。测试系统成像能力为客户全面评估、分析、诊断目标雷达信号特性提供了有效手段。测试系统适用于产品研制所有阶段，包括在现场等非暗室环境开展测试。
测试系统组成如下：
硬件：大型平面扫描架；目标转台；定制雷达前端，实现“门控连续波”测量；校准件：不同尺寸的三面角反射器、金属球和扁圆柱；控制工作站（雷达控制、雷达运行与实时数据显示）。
软件：测量数据采集与控制软件；后处理软件，生成雷达像并计算RCS，具有完整的RCS数据处理能力。
方案的特点和优势
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近场扫描测试没有目标尺寸限制。近场扫描测试系统使用大型二维平面扫描架进行测试，扫描区域大小由目标尺寸和测试距离决定，因此不存在目标尺寸限制。系统在目标近场开展测试，通过后处理算法补偿近场影响，大大提高了测试精度和灵敏度。测试测量雷达采用矢量网络分析仪（VNA）实现“门控连续波”测量，成本较低、可靠性高。雷达射频前端包含数字脉冲单元和射频门控单元，具有“距离走动”（Range walk）能力和脉冲重复频率（PRF）调整能力，能进一步抑制杂波。
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软件处理功能强大：软件能进行SAR/ISAR二维、三维成像，并能进行不同扫描类型（线性、平面和柱面）近远场转换与RCS提取。软件具有零Doppler分量移除、背景减等基本功能，并配有校准数据库。软件具有完整的RCS数据处理能力，如 空域、时域和频域滤波与部件RCS提取、统计分析功能等。
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成像测试结果便于分析和诊断：测试系统通过补偿近场波前、距离衰减和天线方向图等因素得到正确聚焦雷达像，并用近-远场变换提取目标RCS值。通过分析雷达图像能定位目标中强散射点分布和贡献，并采取相应措施降低目标整体RCS。
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测试系统可在现场安装并进行实时测试：测试系统不需要暗室测试环境，能在现场开展测试，因此设计部门能在短时间内测试多种方案，从而缩短了设计周期，降低了研发成本。
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测试系统可与仿真设计软件集成：飞机RCS仿真设计软件VIRAF包含天线仿真功能，可与测试系统直接集成，有助于对系统设计进行对比验证。
典型案例