CN112764001B - 一种外场rcs测试场地 - Google Patents
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Abstract
本申请属于RCS测试技术领域，特别涉及一种外场RCS测试场地。该场地包括主区、副区及被测区域，主区为位于被测设备与测试设备之间的矩形区域，主区内设置有铺设区域，铺设区域沿被测设备至测试设备的方向上形成三个铺设段，其中的中间铺设段的宽度大于两端铺设段的宽度；副区包围所述主区；被测区域用于存放被测设备，被测区域被设置为竖直方向上低于主区的地面，从而形成地坑，所述地坑向主区倾斜过渡，且在过渡区域形成朝向测试设备的尖端；其中，铺设区域与副区及被测区域的地面上铺设有水泥。本申请测试通道铺设面积仅为标准场地的17.15％，在确保场地性能的同时能够大幅压缩建设成本，建成后可以满足某型飞机的整机雷达隐身特性的精确测量需求。
Description
技术领域
本申请属于RCS测试技术领域，特别涉及一种外场RCS测试场地。
背景技术
隐身飞机的隐身性能一直是人们关注的焦点，而“4S”标准也将隐身性能列为首位，目前对于隐身飞机的散射特性的测量主要有四种方法即，紧缩场测量，室外地面场测量，动态飞行测量和室内近场测量，上述方法适用于飞机的设计、定型、生产交付等各个阶段。
紧缩场测试***由于静区尺寸的限制，主要使用在隐身飞机的设计阶段，对缩比模型或飞机真实部件进行精确的测量。这种测量方式的特点是目标尺寸适度，模型加工费用低，对于新型号设计较为有利。但缩比后加工精度要更高，材料(特别是非均匀介质和磁性材料)的相似性难以保证，在更高频率上的测试设备和测试场地也不易解决。
专门修建的室外测试场，进行整机的散射特性测试，主要用在整机设计完成后的1:1全尺寸模型和真机测试。为了满足平面波入射和散射的远场条件，测试距离一般较大。例如，新墨西哥州中南部白沙导弹场上的RATSCAT测试场，占地十余平方公里，测试频率范围30MHz～95GHz，最大测试距离达2286m，可测试25m的大型目标，低反射金属支架转顶最大承重达22.7t，已用来测试过F-102等战斗机。
动态飞行测试是隐身目标具备飞行状态后不可缺少的测试环节，动态测量可以完全模拟和测量目标运动时的真实雷达截面特性，但飞行姿态及航迹的重复性较差，制约其很难作为定量的、可重复的、可分析的通用测试手段来判定以及指导改进飞行器的隐身性能，并且动态测试的成本很高。
室内全尺寸近场测试是近年来发展的一种RCS测试技术，通过近场扫描测量和近远场变换技术实现对全尺寸隐身飞机目标散射特性的快速准确测量。主要用于整机研制和整机出厂验收阶段，能够替代大部分的动态飞行测试。在F-22和F-35的全尺寸整机模型及真实飞机的隐身检测和认证评价中，室内全尺寸近场测试***扮演了极为重要的角色，也极大程度降低了测试成本和缩短了产品的研制周期。但是这种测试需要修建专门的测试实验室，投资巨大，建设周期长，目前国内一个该类实验室处于研究建设中，只针对某型飞机的出场验收应用，相关测试技术处于研究阶段，还不能成熟使用。
针对已完成某型飞机，目前国内已具备的各种测试场地都无法对其雷达散射截面(RCS)进行高效和精确的测量。
发明内容
本发明为实现某型飞机的整机雷达隐身特性的精确测量，提供了一种外场RCS测试场地，主要包括：
主区，所述主区为位于被测设备与测试设备之间的矩形区域，所述主区内设置有铺设区域，所述铺设区域沿被测设备至测试设备的方向上形成三个铺设段，其中的中间铺设段的宽度大于两端铺设段的宽度；
副区，所述副区包围所述主区；
被测区域，用于存放被测设备，被测区域被设置为竖直方向上低于主区的地面，从而形成地坑，所述地坑向主区倾斜过渡，且在过渡区域形成朝向测试设备的尖端；
其中，所述铺设区域、所述副区及所述被测区域的地面上铺设有水泥。
优选的是，所述水泥的不平度低于2mm。
优选的是，所述铺设区域包括第一扩展区段、宽区段、第二扩展区段，其中，宽区段位于中间，且其宽度最大，第一扩展区段及第二扩展区段自宽区段的两侧分别向铺设区域的两端呈宽度变窄的趋势延伸，第一扩展区段及第二扩展区段的端部分别设置有尖端段，两个所述尖端段的尖端位于被测设备与测试设备之间的连线上。
优选的是，所述铺设区域及副区的铺设尺寸根据电磁散射仿真的仿真数据确定，其中对电磁场强的相位、幅度变化值不超过1.5dB的区域进行铺设水泥处理。
优选的是，所述被测区域内的地面采用水泥铺设。
优选的是，所述被测区域的过渡区域包括两个棱边，两个棱边自所述地坑的边界处起相向延伸，并在所述尖端处汇合，两个棱边与测试设备的来波方向呈一定角度。
优选的是，所述被测区域的地坑内设置有排水沟。
优选的是，所述排水沟周侧设置有吸波材料构成的铺设区域。
优选的是，所述被测区域的背离过渡区域的方向设置有牵引通道，用于牵引被测设备进入被测区域。
本申请提出了一种新的外场目标雷达散射截面测试场地，大大节省建设成本，建成后可以满足某型飞机的整机雷达隐身特性的精确测量需求，同时可为未来三代机隐身改进型、四代机等飞机隐身测试提供了技术支撑。
附图说明
图1是本申请的外场RCS测试场地的俯视图。
图2是本申请图1所示实施例的铺设区域俯视图。
图3是本申请图1所示实施例的被测区域俯视图。
其中，1-主区，2-被测设备，3-测试设备，4-铺设区域，41-第一扩展区段，42-宽区段，43-第二扩展区段，5-副区，6-被测区域，61-棱边，62-排水沟，63-吸波材料，64-牵引通道，7-清扫区。
具体实施方式
为使本申请实施的目的、技术方案和优点更加清楚，下面将结合本申请实施方式中的附图，对本申请实施方式中的技术方案进行更加详细的描述。在附图中，自始至终相同或类似的标号表示相同或类似的元件或具有相同或类似功能的元件。所描述的实施方式是本申请一部分实施方式，而不是全部的实施方式。下面通过参考附图描述的实施方式是示例性的，旨在用于解释本申请，而不能理解为对本申请的限制。基于本申请中的实施方式，本领域普通技术人员在没有作出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施方式，都属于本申请保护的范围。下面结合附图对本申请的实施方式进行详细说明。
本申请提供了一种外场RCS测试场地，如图1-图3所示，主要包括：
主区1，所述主区1为位于被测设备2与测试设备3之间的矩形区域，所述主区1内设置有铺设区域4，所述铺设区域沿被测设备2至测试设备3的方向上形成三个铺设段，其中的中间铺设段的宽度大于两端铺设段的宽度；
副区5，所述副区5包围所述主区1；
被测区域6，用于存放被测设备2，被测区域6被设置为竖直方向上低于主区1的地面，从而形成地坑，所述地坑向主区倾斜过渡，且在过渡区域形成朝向测试设备3的尖端；
其中，所述铺设区域4、所述副区5及所述被测区域6的地面上铺设有水泥。
本实施例中，在副区5之外还包括清扫区7，在主区的除铺设区域4之外的其他区域以及清扫区7进行清扫处理，基于整体三维建模和电磁仿真方法，综合应用场地周边建筑植被处理、多路径杂波定位及消除等手段对场地背景进行整体控制和优化，能够有效解决复杂环境下隐身目标测试背景电平高的问题。
本实施例中，地坑深度一般设置为0.4m，采用低散射赋性隐身设计技术应用在目标区低散射设计中，将目标区设计为0.4米深的地坑，从而使电磁波无法直接照射到地面及地面上铺设的吸波材料等物体，有效地减缩被测目标与转台之间的耦合，也避免影响目标区的背景电平。将地坑靠向天线一面设计成尖顶-斜坡形式有效地减缩减小了目标区边缘的散射效应。具体实施例中，采取射线跟踪法，对场地的电磁波路径进行仿真，获取杂散的电磁波数据，对杂散的电磁波进行抑制，使得测试区域的背景电平低于-40dBsm。
本申请的被测设备为飞机或飞机部件。
在一些可选实施方式中，所述水泥的不平度低于2mm。
在一些可选实施方式中，如图2所示，所述铺设区域包括第一扩展区段41、宽区段42、第二扩展区段43，其中，宽区段42位于中间，且其宽度最大，第一扩展区段41及第二扩展区段43自宽区段的两侧分别向铺设区域4的两端呈宽度变窄的趋势延伸，第一扩展区段41及第二扩展区段43的端部分别设置有尖端段，两个所述尖端段的尖端位于被测设备2与测试设备3之间的连线上。该尖端与被测区域的尖端的设计原理一样，用于缩减该边缘的散射效应。
在一些可选实施方式中，所述铺设区域4及副区5的铺设尺寸根据电磁散射仿真的仿真数据确定，其中对电磁场强的相位、幅度变化值不超过1.5dB的区域进行铺设水泥处理。
在一些可选实施方式中，所述被测区域6内的地面采用水泥铺设。
在一些可选实施方式中，如图3所示，所述被测区域的过渡区域包括两个棱边61，两个棱边自所述地坑的边界处起相向延伸，并在所述尖端处汇合，两个棱边与测试设备3的来波方向呈一定角度。本实施例中，将被测区域形状设计为低于地面的低散射的六边形，靠向天线(设备区)一面设计成尖顶-斜坡形式，目标区地面为平面，采用水泥铺敷，棱边相对于电磁波来波方向形成斜线。
在一些可选实施方式中，所述被测区域的地坑内设置有排水沟62。
在一些可选实施方式中，所述排水沟周侧设置有吸波材料63构成的铺设区域。
在一些可选实施方式中，所述被测区域的背离过渡区域的方向设置有牵引通道64，用于牵引被测设备2自副跑道进入被测区域。
该申请首次提出一种电磁波镜像反射菲涅尔区局部处理的目标散射特性室外测试场建设方案，测试通道铺设面积仅为标准场地的17.15％，在确保场地性能的同时能够大幅压缩建设成本。
以上所述，仅为本申请的具体实施方式，但本申请的保护范围并不局限于此，任何熟悉本技术领域的技术人员在本申请揭露的技术范围内，可轻易想到的变化或替换，都应涵盖在本申请的保护范围之内。因此，本申请的保护范围应以所述权利要求的保护范围为准。
Claims (7)
1.一种外场RCS测试场地，其特征在于，包括：
主区(1)，所述主区(1)为位于被测设备(2)与测试设备(3)之间的矩形区域，所述主区(1)内设置有铺设区域(4)，所述铺设区域沿被测设备(2)至测试设备(3)的方向上形成三个铺设段，其中的中间铺设段的宽度大于两端铺设段的宽度；
副区(5)，所述副区(5)包围所述主区(1)；
被测区域(6)，用于存放被测设备(2)，被测区域(6)被设置为竖直方向上低于主区(1)的地面，从而形成地坑，所述地坑向主区倾斜过渡，且在过渡区域形成朝向测试设备(3)的尖端；
其中，所述铺设区域(4)、所述副区(5)及所述被测区域(6)的地面上铺设有水泥；
其中，所述铺设区域包括第一扩展区段(41)、宽区段(42)、第二扩展区段(43)，其中，宽区段(42)位于中间，且其宽度最大，第一扩展区段(41)及第二扩展区段(43)自宽区段的两侧分别向铺设区域(4)的两端呈宽度变窄的趋势延伸，第一扩展区段(41)及第二扩展区段(43)的端部分别设置有尖端段，两个所述尖端段的尖端位于被测设备(2)与测试设备(3)之间的连线上；
所述被测区域的过渡区域包括两个棱边(61)，两个棱边自所述地坑的边界处起相向延伸，并在所述尖端处汇合，两个棱边与测试设备(3)的来波方向呈一定角度。
2.如权利要求1所述的外场RCS测试场地，其特征在于，所述水泥的不平度低于2mm。
3.如权利要求1所述的外场RCS测试场地，其特征在于，所述铺设区域(4)及副区(5)的铺设尺寸根据电磁散射仿真的仿真数据确定，其中对电磁场强的相位、幅度变化值不超过1.5dB的区域进行铺设水泥处理。
4.如权利要求1所述的外场RCS测试场地，其特征在于，所述被测区域(6)内的地面采用水泥铺设。
5.如权利要求1所述的外场RCS测试场地，其特征在于，所述被测区域的地坑内设置有排水沟(62)。
6.如权利要求5所述的外场RCS测试场地，其特征在于，所述排水沟周侧设置有吸波材料(63)构成的铺设区域。
7.如权利要求1所述的外场RCS测试场地，其特征在于，所述被测区域的背离过渡区域的方向设置有牵引通道(64)，用于牵引被测设备(2)进入被测区域。
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Legal Events
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| PB01 | Publication | ||
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| SE01 | Entry into force of request for substantive examination | ||
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| GR01 | Patent grant | ||
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