本發(fā)明屬于微波測量,具體涉及一種用于大型目標雷達散射特性測試的模塊化低散射泡沫支架。
背景技術(shù):
1、緊縮場(compact?antenna?test?range,catr)是微波測量領(lǐng)域的核心設(shè)施,通過拋物反射面在有限空間內(nèi)模擬遠場平面波環(huán)境,廣泛應(yīng)用于天線輻射特性測試和雷達散射截面(rcs)測量。隨著隱身技術(shù)的發(fā)展,對緊縮場測試大型低rcs值目標的需求日益增長,對于此類目標,用于支撐的泡沫支架的散射特性及其承載能力和穩(wěn)定性直接影響測試結(jié)果的準確性。傳統(tǒng)泡沫支架主要采用經(jīng)典圓臺構(gòu)型和低密度泡沫,其設(shè)計和制備面臨以下技術(shù)瓶頸:
2、穩(wěn)定性:由于泡沫材料密度極低,大型支架在目標吊裝過程中極易受到機械擾動而產(chǎn)生位置偏移或結(jié)構(gòu)形變,導(dǎo)致支架散射特性發(fā)生不穩(wěn)定變化,嚴重影響背景矢量對消處理精度,最終引入顯著的測量誤差。
3、承重能力:泡沫材料的機械強度隨發(fā)泡倍數(shù)增加而顯著降低,常規(guī)泡沫支架難以支撐重型測試目標(如超過噸級的大型目標),在重載條件下容易發(fā)生壓縮變形甚至結(jié)構(gòu)失效,無法滿足現(xiàn)代rcs測試對支架高承載能力的要求。
4、自身散射干擾:經(jīng)典圓臺造型泡沫支架雖然具有一定的低散射特性,但其自身散射信號仍會對測試結(jié)果產(chǎn)生不可忽視的干擾,尤其在大載重低rcs目標測量中,經(jīng)典圓臺泡沫支架設(shè)計往往因為暗室高度較高且目標自重較大而只能設(shè)計較小的傾角和較大的泡沫支架體積,通過犧牲泡沫支架的散射性能來獲取足夠的機械強度,使這種干擾更為明顯,嚴重影響了對目標真實散射特性的準確獲取。
5、因此,亟需開發(fā)一種新型泡沫支架,該支架應(yīng)具備以下核心特性:
6、更好的穩(wěn)定性:支架旋轉(zhuǎn)過程中穩(wěn)定,晃動量小;
7、更強的機械性能:支架的承載能力和抗變形能力更強;
8、最小化自身散射:設(shè)計特殊幾何形狀和表面處理工藝,在泡沫機械支撐底座前方引入吸波材料擋板有效遮擋底座部分的強散射源,將支架自身散射降至最低;
9、這種新型模塊化泡沫支架將有效解決當(dāng)前rcs測試中的關(guān)鍵問題,顯著提高測試精度和可靠性,為雷達系統(tǒng)研發(fā)和目標隱身技術(shù)評估提供更準確的測試數(shù)據(jù)支持。
技術(shù)實現(xiàn)思路
1、為解決上述技術(shù)問題,本發(fā)明采用如下的技術(shù)方案:
2、一種用于大型目標雷達散射特性測試的模塊化低散射泡沫支架,包括:依次同軸連接的泡沫支撐座、第一泡沫支撐主體、第二泡沫支撐主體、泡沫機械支撐底座,以及吸波擋板;
3、泡沫支撐座用于直接支撐大型目標進行雷達散射特性測試,與第一泡沫支撐主體榫卯連接;
4、第一泡沫支撐主體為規(guī)則低散射截頭錐柱模塊化結(jié)構(gòu),包括若干第一泡沫支撐子體,各第一泡沫支撐子體具有相同的傾角θ,各第一泡沫支撐子體的直徑由上至下逐漸增大;與第二泡沫支撐主體榫卯連接;
5、第二泡沫支撐主體為規(guī)則低散射截頭錐柱模塊化結(jié)構(gòu),包括若干第二泡沫支撐子體,各第二泡沫支撐子體具有相同的傾角θ’,各第二泡沫支撐子體的直徑由上至下逐漸增大;
6、泡沫機械支撐底座為圓柱底座,與第二泡沫支撐主體榫卯連接;
7、吸波擋板設(shè)置于泡沫機械支撐底座的前方,包括面向緊縮場來波方向的第一吸波擋板和第二吸波擋板,第一吸波擋板和第二吸波擋板的投影尺寸完全遮擋泡沫機械支撐底座;
8、泡沫支撐座上端中心設(shè)置有圓弧凹槽,用于放置定標金屬球。
9、本發(fā)明具有以下有益效果:
10、本發(fā)明通過引入模塊化榫卯結(jié)構(gòu)設(shè)計和高強度的泡沫機械支撐底座,有效降低了泡沫支架重心,顯著提高了支架旋轉(zhuǎn)過程中的穩(wěn)定性,旋轉(zhuǎn)過程中晃動量降低,顯著提高了測試結(jié)果的穩(wěn)定性和精度。
11、本發(fā)明同時通過選用特殊設(shè)計的高密度發(fā)泡材料,有效提升承載能力和抗變形能力,承重支持大型目標的測試需求,承載大型目標時泡沫支架變形量小,轉(zhuǎn)動過程中晃動量小,提升rcs測試背景對消處理效果。
12、本發(fā)明通過泡沫機械支撐底座和泡沫支撐座前方配套吸波擋板的創(chuàng)新性設(shè)計兼顧了機械性能和低散射特性,泡沫支撐座的存在使上方泡沫支撐主體部分相比傳統(tǒng)圓臺形支架可以設(shè)計為傾角更大的截頭錐柱幾何形狀,體積和散射量明顯減少,同時在泡沫機械支撐底座前方引入的大型吸波擋板完全遮擋泡沫機械支撐底座部分,有效降低了泡沫機械支撐底座的散射,將支架自身散射降至最低。
1.一種用于大型目標雷達散射特性測試的模塊化低散射泡沫支架,其特征在于,包括:依次同軸連接的泡沫支撐座、第一泡沫支撐主體、第二泡沫支撐主體、泡沫機械支撐底座,以及吸波擋板;
2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的用于大型目標雷達散射特性測試的模塊化低散射泡沫支架,其特征在于,泡沫支撐座采用圓柱模塊化結(jié)構(gòu)。
3.根據(jù)權(quán)利要求1所述的用于大型目標雷達散射特性測試的模塊化低散射泡沫支架,其特征在于,泡沫支撐座、第一泡沫支撐主體、第二泡沫支撐主體、泡沫機械支撐底座均采用聚苯乙烯泡沫制成。
4.根據(jù)權(quán)利要求1所述的用于大型目標雷達散射特性測試的模塊化低散射泡沫支架,其特征在于,吸波擋板采用木制材料、纖維增強樹脂基復(fù)合材料或金屬材料制成。
5.根據(jù)權(quán)利要求1所述的用于大型目標雷達散射特性測試的模塊化低散射泡沫支架,其特征在于,傾角θ、傾角θ’的取值均為6°-12°。
6.根據(jù)權(quán)利要求1所述的用于大型目標雷達散射特性測試的模塊化低散射泡沫支架,其特征在于,第一泡沫支撐主體包括三個榫卯連接的第一泡沫支撐子體;第二泡沫支撐主體包括四個榫卯連接的第二泡沫支撐子體。
7.根據(jù)權(quán)利要求1所述的用于大型目標雷達散射特性測試的模塊化低散射泡沫支架,其特征在于,第一吸波擋板和第二吸波擋板的夾角α取值為120°~150°;第一吸波擋板和第二吸波擋板均貼覆吸波材料。
8.根據(jù)權(quán)利要求1所述的用于大型目標雷達散射特性測試的模塊化低散射泡沫支架,其特征在于,第一泡沫支撐主體和第二泡沫支撐主體均為截頭錐柱狀,第二泡沫支撐主體的高度高于第一泡沫支撐主體。
9.根據(jù)權(quán)利要求1所述的用于大型目標雷達散射特性測試的模塊化低散射泡沫支架,其特征在于,泡沫機械支撐底座為圓柱狀,其直徑與第二泡沫支撐主體的最低位置處的第二泡沫支撐子體的底面直徑相同。
10.根據(jù)權(quán)利要求1所述的用于大型目標雷達散射特性測試的模塊化低散射泡沫支架,其特征在于,泡沫支撐座上端放置用于承載定標金屬球的泡沫柱,定標金屬球放置于泡沫柱上端的圓弧凹槽中。