丁勇，肖澤龍，許建中，彭樹生

(南京理工大學(xué) 電子工程與光電技術(shù)學(xué)院，江蘇 南京210094)

0 引言

最近10年，隨著國(guó)內(nèi)毫米波器件技術(shù)的成熟，彈載毫米波被動(dòng)探測(cè)器(毫米波交流輻射計(jì))的研究取得了突破性進(jìn)展［1-2］，其成本進(jìn)一步降低，使其成為了靈巧彈藥尤其是末敏彈的主要探測(cè)手段。末敏彈中毫米波被動(dòng)探測(cè)器為毫米波交流輻射計(jì)探測(cè)體制，在裝備之前需要進(jìn)行測(cè)試，其試驗(yàn)包括動(dòng)態(tài)野外實(shí)測(cè)和靜態(tài)整機(jī)性能參數(shù)測(cè)試。靜態(tài)整機(jī)性能測(cè)試包括靈敏度、積分時(shí)間、動(dòng)態(tài)范圍測(cè)試等，通常可在室內(nèi)完成［3］。動(dòng)態(tài)野外實(shí)測(cè)一般通過(guò)炮射試驗(yàn)和高塔試驗(yàn)進(jìn)行實(shí)測(cè)。炮射試驗(yàn)一般采用真實(shí)敏感器進(jìn)行實(shí)彈試驗(yàn)，成本較高。高塔試驗(yàn)通常將毫米波交流輻射計(jì)放在高塔轉(zhuǎn)臺(tái)上模擬末敏彈探測(cè)過(guò)程，一般只能做幾個(gè)固定高度的探測(cè)試驗(yàn)，而末敏彈實(shí)際探測(cè)是從高到低不同高度的探測(cè)過(guò)程，因此高塔試驗(yàn)并不能很好地模擬末敏彈的探測(cè)過(guò)程，且連續(xù)高度高塔試驗(yàn)涉及到更多的人力物力［4］。一種比較好的方法是建立半實(shí)物仿真系統(tǒng)，具有物理仿真的高準(zhǔn)確性、實(shí)時(shí)性的優(yōu)點(diǎn)，又具有數(shù)學(xué)模擬仿真的高靈活性，低成本的優(yōu)勢(shì)，在航空、宇航得到了廣泛的應(yīng)用［5］。文中毫米波交流輻射計(jì)半實(shí)物仿真系統(tǒng)就是用來(lái)模擬毫米波交流輻射計(jì)的動(dòng)態(tài)探測(cè)過(guò)程，同時(shí)可具有室內(nèi)靜態(tài)整機(jī)性能測(cè)試的功能，為目標(biāo)特性研究和產(chǎn)品量產(chǎn)性能測(cè)試提供了有效手段。與之前提出的定性的目標(biāo)信號(hào)模擬不同［6］，本系統(tǒng)可以實(shí)現(xiàn)彈載毫米波交流輻射計(jì)探測(cè)過(guò)程定量動(dòng)態(tài)仿真。

1 交流輻射計(jì)半實(shí)物仿真系統(tǒng)

1.1 系統(tǒng)簡(jiǎn)介及工作流程

對(duì)毫米波交流輻射計(jì)進(jìn)行半實(shí)物仿真的目的:一是半實(shí)物仿真系統(tǒng)對(duì)野外探測(cè)環(huán)境的模擬為毫米波交流輻射計(jì)的設(shè)計(jì)、研制和參數(shù)優(yōu)化提供支撐條件，保證研制成的毫米波交流輻射計(jì)能夠完全達(dá)到戰(zhàn)術(shù)指標(biāo);二是為毫米波交流輻射計(jì)提供一個(gè)類似于野外試驗(yàn)的軟硬件仿真平臺(tái)，能對(duì)毫米波交流輻射計(jì)在進(jìn)行不同目標(biāo)、環(huán)境和干擾等情況下的探測(cè)過(guò)程進(jìn)行模擬，方便后端進(jìn)行信號(hào)處理分析，為識(shí)別門限電平的確定、新的識(shí)別方法的有效性和識(shí)別率等提供有力的支撐;三是該半實(shí)物仿真系統(tǒng)能對(duì)毫米波交流輻射計(jì)靜態(tài)和動(dòng)態(tài)性能測(cè)試，提供一個(gè)軟、硬件平臺(tái)，為裝備前提供可靠的質(zhì)量保障。毫米波交流輻射計(jì)半實(shí)物仿真系統(tǒng)框圖如圖1所示。

圖1 毫米波交流輻射計(jì)半實(shí)物仿真系統(tǒng)框圖Fig.1 System framework diagram

毫米波交流輻射計(jì)半實(shí)物仿真系統(tǒng)主要由無(wú)回波隔離箱、目標(biāo)模擬器、被測(cè)毫米波交流輻射計(jì)和控制電路(上位機(jī))等部分組成。其基本功能要求該系統(tǒng)能模擬毫米波交流輻射計(jì)在野外探測(cè)裝甲目標(biāo)的過(guò)程。另外還要求該系統(tǒng)完成對(duì)毫米波交流輻射計(jì)指標(biāo)性能和工作狀態(tài)的檢測(cè)。其工作流程如圖2所示。

1.2 系統(tǒng)關(guān)鍵指標(biāo)確定

1.2.1 衰減器動(dòng)態(tài)范圍的確定

該毫米波交流輻射計(jì)半實(shí)物仿真系統(tǒng)要求能夠?qū)?00 ～150 mm 口徑末敏彈中毫米波交流輻射計(jì)進(jìn)行半實(shí)物仿真，末敏彈中天線口徑變化90 ～135 mm，不同口徑天線增益變化動(dòng)態(tài)范圍不超過(guò)4 dB. 能接受的天線溫度范圍30 ～350 K，天線溫度變化動(dòng)態(tài)范圍不超過(guò)11 dB，故要求衰減器衰減的動(dòng)態(tài)范圍大于15 dB.

1.2.2 目標(biāo)模擬器發(fā)射天線和被測(cè)輻射計(jì)的接收天線距離和發(fā)射天線口徑確定

圖2 毫米波交流輻射計(jì)半實(shí)物仿真系統(tǒng)工作流程圖Fig.2 System work flow diagram

發(fā)射天線和接收天線距離1.1 m，這是成本與性能的折中考慮。實(shí)際上，系統(tǒng)內(nèi)發(fā)射天線和接收天線距離太大，無(wú)回波隔離箱體積增大，成本增加，而且搬運(yùn)不方便。當(dāng)收發(fā)天線的距離過(guò)小時(shí)，會(huì)導(dǎo)致目標(biāo)模擬器發(fā)射天線和被測(cè)輻射計(jì)的接收天線構(gòu)成的雙天線系統(tǒng)近場(chǎng)增益損失急劇增大，從而導(dǎo)致該系統(tǒng)不可用。毫米波交流輻射計(jì)是寬帶高靈敏度接收機(jī)，接收的是寬帶噪聲信號(hào)，主要考慮的是噪聲信號(hào)的幅度，而不考慮相位，因此即使系統(tǒng)中發(fā)射天線和接收天線距離達(dá)不到遠(yuǎn)場(chǎng)條件，只要發(fā)射天線和接收天線總的近場(chǎng)增益損失控制在3 dB 以下(此時(shí)滿足雙天線系統(tǒng)近場(chǎng)條件)，以方便進(jìn)行增益損失估計(jì)和補(bǔ)償，不滿足天線的遠(yuǎn)場(chǎng)條件并不會(huì)影響系統(tǒng)性能。

對(duì)于目標(biāo)模擬器發(fā)射天線和被測(cè)輻射計(jì)的接收天線構(gòu)成的雙天線系統(tǒng)，保證兩天線總天線增益損耗小于3 dB 應(yīng)滿足［7］

式中:R 為發(fā)射天線和接收天線之間的距離;D、d 分別是發(fā)射和接收天線的口徑;λ 為工作波長(zhǎng)。由于被測(cè)輻射計(jì)天線(接收天線)最大口徑d 約135 mm，故發(fā)射天線的口徑D 應(yīng)小于48.4 mm.

目標(biāo)模擬器發(fā)射天線采用喇叭天線，保證帶寬覆蓋Ka 頻段，同時(shí)保證發(fā)射天線主波束不會(huì)碰到側(cè)壁，以減小回波干擾，所以發(fā)射天線增益盡可能高，即發(fā)射天線口徑足夠大，發(fā)射天線口徑D 取48 mm.

1.2.3 無(wú)回波隔離箱大小的確定

一般來(lái)說(shuō)，無(wú)回波隔離箱的寬度和高度是長(zhǎng)度的0.5 倍，而本系統(tǒng)中，收發(fā)天線距離1.1 m，無(wú)回波隔離箱內(nèi)部長(zhǎng)度約是1.2 m，故無(wú)回波隔離箱內(nèi)部寬度和高度為0.6 m.

1.2.4 噪聲源超噪比的確定

根據(jù)第2 節(jié)中(10)式得輻射計(jì)探測(cè)目標(biāo)過(guò)程中天線溫度

式中:LAT(t)為控制衰減器的衰減量隨時(shí)間變化;LTS為目標(biāo)模擬器的系統(tǒng)損耗;ENR 為噪聲源的超噪比;T0為實(shí)驗(yàn)時(shí)的環(huán)境溫度，T0=300 K;Gt為發(fā)射天線的增益;Gr為接收天線的增益。

該系統(tǒng)要求所測(cè)天線溫度最高350 K，故當(dāng)LAT為插損2.5 dB，接收天線最小口徑90 mm，增益Gr=24 dBi 最小時(shí)，發(fā)射天線增益19 dBi，T0=300 K，LTS= -6 dB(含可能的最大的近場(chǎng)增益損耗3 dB)，應(yīng)保證TA＞350 K，可保證被測(cè)輻射計(jì)天線的天線溫度最高達(dá)350 K，算得ENR ＞17.94 dB. 所以噪聲源超噪比ENR 不低于18 dB.

2 毫米波交流輻射計(jì)半實(shí)物仿真系統(tǒng)等效模型

毫米波交流輻射計(jì)探測(cè)原理是輻射計(jì)天線根據(jù)其方向圖對(duì)在天線俯仰角θ、方位角φ 方向?qū)邮盏降奈矬w輻射出的毫米波能流密度進(jìn)行加權(quán)求和，從而獲取目標(biāo)信息。如果想要在半實(shí)物仿真系統(tǒng)中完全按照輻射計(jì)的工作原理，需要使用目標(biāo)模擬器模仿出不同方位角、俯仰角的被探測(cè)物體輻射出的毫米波，稱之為“天線前等效”，但這是不現(xiàn)實(shí)的。本文針對(duì)被動(dòng)探測(cè)器信號(hào)特點(diǎn)提出一種簡(jiǎn)化的模型等效辦法，既能簡(jiǎn)化數(shù)學(xué)模型，又不失模型精確性，其原理是使該半實(shí)物仿真系統(tǒng)中毫米波交流輻射計(jì)天線的輸出毫米波功率和野外探測(cè)毫米波交流輻射計(jì)天線的輸出毫米功率一樣，這樣半實(shí)物仿真系統(tǒng)內(nèi)輻射計(jì)輸出也與野外探測(cè)中輻射計(jì)輸出一致，稱之為“天線后等效”。

對(duì)于該系統(tǒng)，需要控制暗箱內(nèi)的衰減器，用該電壓控制衰減器對(duì)噪聲源進(jìn)行不同程度的衰減，使得無(wú)回波隔離箱中被測(cè)輻射計(jì)接收到目標(biāo)模擬器輻射出的毫米波后，其天線輸出功率和野外毫米波交流輻射計(jì)探測(cè)裝甲目標(biāo)天線輸出功率是一致的。因而問(wèn)題的關(guān)鍵是如何獲得控制衰減器的隨時(shí)間變化的電壓信號(hào)。半實(shí)物仿真系統(tǒng)和外場(chǎng)探測(cè)的“天線后等效”等效示意圖如圖1點(diǎn)劃線所示。

2.1 毫米波交流輻射計(jì)半實(shí)物仿真系統(tǒng)的建模

對(duì)該毫米波交流輻射計(jì)半實(shí)物仿真系統(tǒng)進(jìn)行數(shù)學(xué)建模，計(jì)算出在該半實(shí)物仿真系統(tǒng)中衰減器的衰減量LAT(t)和被測(cè)輻射計(jì)天線輸出功率Pr(t)的關(guān)系。

目標(biāo)模擬器的實(shí)際輸出功率為

式中:k 為玻爾茲曼常數(shù)，取k =1.38 ×10-23J/K;BTS為半實(shí)物仿真系統(tǒng)中目標(biāo)模擬器的帶寬。

半實(shí)物仿真系統(tǒng)中，如果目標(biāo)模擬器的發(fā)射天線和被測(cè)輻射計(jì)的接收天線滿足遠(yuǎn)場(chǎng)條件，根據(jù)電磁波傳播原理，則輻射計(jì)系統(tǒng)接收到的信號(hào)功率為

式中:Ar為接收天線(即毫米波交流輻射計(jì)天線)的有效面積;系統(tǒng)的工作波長(zhǎng)λ =8.57 mm(Ka 波段時(shí)，其中心頻率為35 GHz)。

此處的發(fā)射功率Pt(t)應(yīng)為目標(biāo)模擬器的輸出功率Po(t)，所以理論上半實(shí)物仿真系統(tǒng)中輻射計(jì)接收到的功率Pr(t)為

由于被測(cè)試輻射計(jì)的帶寬Bra(天線帶寬)會(huì)在一定的范圍內(nèi)波動(dòng)，為保證所有輻射計(jì)都能被測(cè)試，所以要確保BTS＞Bra且Bra?BTS. 但對(duì)于某一個(gè)被測(cè)輻射計(jì)，目標(biāo)模擬器輸出功率中，輻射計(jì)天線只能接收到目標(biāo)模擬器帶寬BTS中輻射計(jì)天線帶寬Bra內(nèi)頻率的信號(hào)，因此只有帶寬在當(dāng)前被測(cè)輻射計(jì)天線帶寬Bra內(nèi)的輸出功率是有效的，而頻帶Bra外的功率是無(wú)效的。

所以在(5)式中，用被測(cè)輻射計(jì)天線帶寬Bra代替目標(biāo)模擬器的系統(tǒng)帶寬BTS，即可得到實(shí)際輻射計(jì)的有效接收功率Pre(t)為

2.2 野外探測(cè)過(guò)程建模

依據(jù)用戶設(shè)置的探測(cè)場(chǎng)景參數(shù)和彈目交會(huì)條件，對(duì)野外探測(cè)過(guò)程進(jìn)行建模，建立裝甲目標(biāo)毫米波輻射模型［8-9］，計(jì)算出探測(cè)器探測(cè)目標(biāo)過(guò)程中，交流輻射計(jì)接收到的天線溫度隨探測(cè)過(guò)程變化的關(guān)系。

野外環(huán)境探測(cè)下，輻射計(jì)天線接收到功率P'r(t)為

2.3 半實(shí)物仿真系統(tǒng)和野外環(huán)境探測(cè)環(huán)境下的等效

對(duì)野外探測(cè)過(guò)程和半實(shí)物仿真過(guò)程進(jìn)行等效處理，使得半實(shí)物仿真系統(tǒng)中輻射計(jì)接收到目標(biāo)模擬器的信號(hào)能量，其天線輸出功率和野外毫米波交流輻射計(jì)探測(cè)裝甲目標(biāo)時(shí)天線輸出功率是一致的，從而半實(shí)物仿真仿真系統(tǒng)中輻射計(jì)天線有效接收到的功率Pre(t)應(yīng)和野外探測(cè)時(shí)輻射計(jì)天線接收到功率P'r(t)相等，即:

從而，

(9)式表征了輻射計(jì)野外測(cè)試的天線溫度TA(t)和目標(biāo)模擬器衰減器的衰減量LAT(t)的映射關(guān)系。

解出各量之間的關(guān)系為

根據(jù)衰減器的控制電壓VAT和衰減量LAT之間的映射關(guān)系LAT=κ(VAT)或VAT=κ-1(LAT)，κ 是單調(diào)函數(shù)。結(jié)合上式可以很容易獲得控制電壓VAT(t)和天線溫度TA(t)之間的關(guān)系。

將VAT(t)加到衰減器上，該半實(shí)物仿真系統(tǒng)即可有效模擬野外不同探測(cè)環(huán)境場(chǎng)景、不同彈目交會(huì)情況的過(guò)程，但(11)式只適用于當(dāng)目標(biāo)模擬器的發(fā)射天線和被測(cè)輻射計(jì)的接收天線滿足遠(yuǎn)場(chǎng)條件。

2.4 考慮近場(chǎng)條件下的等效

目標(biāo)模擬器的發(fā)射天線和被測(cè)輻射計(jì)的接收天線距離較小，不滿足雙天線系統(tǒng)的遠(yuǎn)場(chǎng)條件時(shí)，與遠(yuǎn)場(chǎng)比，由于天線口徑中心和外徑的相位差導(dǎo)致一定的增益下降。對(duì)模型進(jìn)行適當(dāng)修正或補(bǔ)償，該相位差并不會(huì)引起該半實(shí)物仿真系統(tǒng)性能的下降。

系統(tǒng)中目標(biāo)模擬器的發(fā)射天線和被測(cè)輻射計(jì)的接收天線構(gòu)成的圓口面雙天線系統(tǒng)的近場(chǎng)總增益相對(duì)于遠(yuǎn)場(chǎng)總增益的損失［7］為

式中:k'是波數(shù)。

則修正后的控制電壓VAT(t)和天線溫度TA(t)之間的關(guān)系為

3 毫米波交流輻射計(jì)半實(shí)物仿真驗(yàn)證

利用研制完成的毫米波交流輻射計(jì)半實(shí)物仿真系統(tǒng)進(jìn)行試驗(yàn)，經(jīng)高塔實(shí)測(cè)數(shù)據(jù)和半實(shí)物仿真數(shù)據(jù)進(jìn)行對(duì)比，估算出目標(biāo)模擬器的系統(tǒng)損耗約LTS=-0.43 dB(此處不含近場(chǎng)增益損失)，插損在正常范圍內(nèi)。毫米波交流輻射計(jì)半實(shí)物仿真系統(tǒng)實(shí)物以及末敏彈高塔試驗(yàn)分別如圖3(a)和圖3(b)所示。

圖3 系統(tǒng)實(shí)物圖和高塔試驗(yàn)圖Fig.3 Physical and tower test diagrams

用輻射計(jì)在轉(zhuǎn)臺(tái)上以5 r/s 轉(zhuǎn)動(dòng)，轉(zhuǎn)臺(tái)周圍鋪滿吸波材料，輻射計(jì)天線對(duì)準(zhǔn)吸波材料，測(cè)試毫米波輻射計(jì)基底噪聲，測(cè)得其標(biāo)準(zhǔn)差0.029 7 V. 令在半實(shí)物仿真系統(tǒng)中用控制電壓控制衰減器使被測(cè)輻射計(jì)的噪聲溫度為285 K(室溫)，測(cè)得其標(biāo)準(zhǔn)差0.029 9 V.說(shuō)明半實(shí)物仿真系統(tǒng)能有效模擬探測(cè)過(guò)程的基底噪聲。

用3 m×7 m 的鐵板在25 m、92 m 高度做了高塔試驗(yàn)，和半實(shí)物仿真系統(tǒng)進(jìn)行了了對(duì)比，半實(shí)物仿真系統(tǒng)中只把地面當(dāng)成比較平的地面;試驗(yàn)所用毫米波交流輻射計(jì)天線為卡塞格倫天線，口徑135 mm，3 dB 波束寬度4.5°，中頻帶寬3 ～250 Hz，外場(chǎng)試驗(yàn)天氣晴朗，室外溫度293 K.

25 米高度，探測(cè)器傾角53°，探測(cè)器傾角經(jīng)過(guò)目標(biāo)中心，結(jié)果對(duì)比如圖4所示。

92 米高度，探測(cè)器傾角36.5°，探測(cè)器傾角經(jīng)過(guò)目標(biāo)中心，結(jié)果對(duì)比如圖5所示。

由圖4、圖5可知，在有用信號(hào)處，半實(shí)物仿真系統(tǒng)無(wú)論幅度還是脈寬都擬合的比較好，只是底噪誤差較大。這是由于實(shí)際高塔試驗(yàn)時(shí)的背景由吸波材料與大地兩種背景組成的。高塔試驗(yàn)過(guò)程示意圖如圖6(a)所示，而半實(shí)物仿真中把目標(biāo)的背景簡(jiǎn)化成較平的大地。高塔試驗(yàn)中，大地相對(duì)于吸波材料，“輻射溫度”略低，由于交流輻射計(jì)反相檢波，大地相對(duì)于吸波材料背景有差異，輻射計(jì)輸出電壓呈現(xiàn)比較小的起伏信號(hào)，而不是完全噪聲信號(hào)。用交流輻射計(jì)掃描高塔試驗(yàn)背景產(chǎn)生的周期性底噪結(jié)果如圖6(b)所示。

根據(jù)上述示意圖重新建立了場(chǎng)景模型，背景補(bǔ)償后的92 m 高度輻射計(jì)輸出電壓對(duì)比如圖7所示，可以發(fā)現(xiàn)半實(shí)物仿真結(jié)果和高塔試驗(yàn)的吻合程度較背景補(bǔ)償前均有較大的改善，因此可認(rèn)為該半實(shí)物仿真系統(tǒng)以及數(shù)學(xué)等效模型是有效的。

圖4 25 m 高度輻射計(jì)輸出信號(hào)波形對(duì)比圖Fig.4 Comparison of output signal waveforms at height of 25 m

圖5 92 m 高度輻射計(jì)輸出信號(hào)波形對(duì)比圖Fig.5 Comparison of output signal waveforms at height of 92 m

圖6 高塔探測(cè)示意圖和基底噪聲圖Fig.6 Tower detection and basal noise

在時(shí)域和頻域驗(yàn)證半實(shí)物仿真系統(tǒng)的結(jié)果［10］。在時(shí)域使用TIC(THEIL 不等式系數(shù)法)作為模型驗(yàn)證方法，系統(tǒng)模型檢驗(yàn)時(shí)，通常認(rèn)為THEIL 不等式系數(shù)TIC 值＜0.3 時(shí)兩對(duì)時(shí)間序列是相容的?？紤]到毫米波交流輻射計(jì)掃描探測(cè)器的輸出信號(hào)有很大一塊基底噪聲，這只會(huì)影響模型檢驗(yàn)精度，因此這里只檢驗(yàn)0.1 V 以上的鐘形信號(hào)。表1為半實(shí)物仿真與高塔試驗(yàn)TIC 值。

表1 半實(shí)物仿真與高塔試驗(yàn)TIC 值Tab.1 TIC values of HITL simulation and tower test

半實(shí)物仿真-高塔試驗(yàn)結(jié)果的TIC 值＜0.1，可以認(rèn)為半實(shí)物仿真-高塔試驗(yàn)對(duì)比結(jié)果在時(shí)域上是相容的。

在頻域使用頻譜分析法作為模型驗(yàn)證方法，過(guò)程為:用最大熵譜估計(jì)計(jì)算兩個(gè)時(shí)間序列的功率譜，得到功率譜密度后，可以算得兩個(gè)信號(hào)不同頻率點(diǎn)的相容系數(shù)ρ.

圖7 經(jīng)背景補(bǔ)償后92 m 高度輻射計(jì)輸出信號(hào)波形對(duì)比圖Fig.7 Comparison of output signal waveforms after background compensation at height of 92 m

根據(jù)圖8～圖10 可以發(fā)現(xiàn)，半實(shí)物仿真系統(tǒng)含有更多的高頻噪聲。經(jīng)分析是由該半實(shí)物仿真系統(tǒng)內(nèi)較野外更為復(fù)雜的電磁環(huán)境造成的。半實(shí)物仿真結(jié)果和高塔試驗(yàn)結(jié)果在500 Hz 以上某些頻點(diǎn)不相容，但當(dāng)信號(hào)的頻率為500 Hz 以上時(shí)，其功率已經(jīng)衰減了30 dB 以上，因此可以忽略頻率在500 Hz 以上的信號(hào)，即認(rèn)為如果頻率低于500 Hz 的信號(hào)相容即可。上述結(jié)果是在顯著性水平α =0.05 下得到的，因此半實(shí)物仿真試驗(yàn)和高塔試驗(yàn)數(shù)據(jù)(頻率低于500 Hz)是相容的這一結(jié)論的置信度為95%.

4 結(jié)論

圖8 25 m 高度頻域評(píng)估Fig.8 Frequency domain evaluates at heigt of 25 m

圖9 92 m 高度頻域評(píng)估Fig.9 Frequency domain evaluates at 92 m

圖10 92 m 高度(背景補(bǔ)償)頻域評(píng)估Fig.10 Frequency domain evaluates after background compensation at height of 92 m

本文實(shí)現(xiàn)了毫米波交流輻射計(jì)半實(shí)物仿真系統(tǒng)，其核心是根據(jù)輻射計(jì)的信號(hào)特點(diǎn)(噪聲功率信號(hào))提出了“天線后等效”的等效方法，將室內(nèi)毫米波交流輻射計(jì)半實(shí)物仿真系統(tǒng)與輻射計(jì)野外探測(cè)過(guò)程的數(shù)學(xué)模型等效處理，并考慮實(shí)際測(cè)試情況，分析并建立了近場(chǎng)條件下的等效模型。選取具有代表性的高高度(92 m)和低高度(25 m)兩組高塔試驗(yàn)實(shí)測(cè)數(shù)據(jù)和該系統(tǒng)仿真結(jié)果在時(shí)域(回波信號(hào)幅度和脈寬)以及頻域(最大熵譜估計(jì)和不同頻點(diǎn)相容系數(shù))分別進(jìn)行了模型驗(yàn)證，驗(yàn)證結(jié)果表明半實(shí)物仿真系統(tǒng)的仿真結(jié)果與野外高塔試驗(yàn)的結(jié)果是相容的，其中頻域相容的條件是信號(hào)頻率低于500 Hz，且相容的置信度為95%. 該半實(shí)物仿真系統(tǒng)為某型末敏彈毫米波交流輻射計(jì)量產(chǎn)測(cè)試和目標(biāo)識(shí)別研究提供了有效手段。

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