(19)中华人民共和国国家知识产权局
(12)发明专利申请
(10)申请公布号 (43)申请公布日 (21)申请号 202010959863.7
(22)申请日 2020.09.14
(71)申请人 北京环境特性研究所
地址 100854 北京市海淀区永定路50号
(72)发明人 侯鑫 魏润萌 杨景轩
(74)专利代理机构 北京格允知识产权代理有限
公司 11609
代理人 段娜娜
(51)Int.Cl.
F16M 11/24(2006.01)
F16B 9/02(2006.01)
G01S 7/41(2006.01)
G01S 7/02(2006.01)
(54)发明名称
(57)摘要
本发明涉及一种用于大质量低散射目标RCS
测试的一体化支架及其应用。所述一体化支架采
用具有如下性质的木材制成：气干密度为(100‑
250)kg/m 3；气干硬度为(400‑800)JH詹氏硬度；
含水率在8％‑15％；和相对介电常数不大于
1.05。采特定性质的木材(气干密度为(100‑250)
kg/m 3；气干硬度为(400‑800)JH詹氏硬度；含水
率在8％‑15％；和相对介电常数不大于1.05)作
为原料加工支架，采用上述木材作为材料制作的
定性比泡沫支架高，受力形变比泡沫支架小得
多，适用于Ku波段、K波段、Ka波段等对细微形变
敏感的高频段RCS测试。权利要求书1页 说明书5页 附图3页CN 112066207 A 2020.12.11
C N 112066207
A
1.一种用于大质量低散射目标RCS测试的一体化支架，其特征在于，所述一体化支架采用具有如下性质的木材制成：
气干密度为(100-250)kg/m 3；
气干硬度为(400-800)JH詹氏硬度；
含水率在8％-15％；和
相对介电常数不大于1.05。
2.根据权利要求1所述的一体化支架，其特征在于，
所述一体化支架采用所述木材拼接而成。
3.根据权利要求2所述的一体化支架，其特征在于，
所述拼接方法为榫卯连接。
4.根据权利要求3所述的一体化支架，其特征在于，
所述一体化支架包括多个横向支撑件和多个纵向支撑件，所述横向支撑件与所述纵向支撑件通过榫卯连接方式拼接为一体结构；
所述横向支撑件包括由上至下直径依次增大的第1横向支撑平台，，，，，，，第N横向支撑平台，N≥2。
5.根据权利要求4所述的一体化支架，其特征在于，
所述纵向支撑件的数量为3个以上。
6.根据权利要求5所述的一体化支架，其特征在于，
所述纵向支撑件的数量为偶数。
7.根据权利要求4所述的一体化支架，其特征在于，
所述一体化支架的母线与竖直线的夹角为10°-20°。
8.根据权利要求4所述的一体化支架，其特征在于，
所述横向支撑件的数量为3个，N的取值为3。
9.根据权利要求1至8任一项所述的一体化支架，其特征在于，
所述木材的材质为巴沙木。
10.权利要求1至9任一项所述一体化支架在室内室外场Ku波段、K波段或Ka波段的RCS 测试中的应用。
权 利 要 求 书1/1页CN 112066207 A
一种用于大质量低散射目标RCS测试的一体化支架及其应用
技术领域
[0001]本发明涉及RCS测试技术领域，尤其涉及一种用于大质量低散射目标RCS测试的一体化支架及其应用。
背景技术
[0002]以美国为代表的西方发达国家以及以日本为代表的亚洲近邻，都高度重视隐身技术的研发，隐身领域的竞争日益激烈，新技术新思想层出不穷。随着隐身技术的不断发展，目标的RCS(Radar cross-section，雷达散射截面积)值越来越低，目标的探测难度越来越大，加之传感器带宽的局限性给反隐身带来极大难度。为了清楚了解不同目标在各个姿态、不同电磁环境下的电磁散射特性，掌握相应的目标电磁散射特性数据，进而分析得到目标散射中心分布，对有针对性的反隐身设计意义重大。
[0003]由于我们没有外军的真实目标，无法直接获得外军目标的真实测试数据，只能借助缩比目标模型或根据特殊渠道获得的相关隐身外形、隐身手段等情报信息制作成的概念模型进行测试，得到相关数据，而与探测识别紧密相关的数据就是雷达散射截面积。[0004]RCS根据目标的尺寸主要分为室内场测试和外场测试，目标尺寸在9m以内的一般采用室内场，超过9m的采用外场测试。测试时，为避免地面杂波对测试的影响，必须通过支架将目标架设到一定高度，通过转台或二维转顶的运动模拟目标的不同姿态，获得不同方位角、俯仰角下的目标RCS，因此支架对RCS测试必不可少，其稳定性、低散射、可靠性、安全性对RCS的准确性至关重要。
[0005]目前在室内场测试中主要采用聚苯乙烯泡沫支架，由于其成本低且易生产获得，聚苯乙烯泡沫在RCS测试中获得了广泛应用。通过机械加工或热电阻丝将泡沫型材加工低散射外形，通过不同泡沫型材的粘接获得大尺寸，最终形成一个具有一定高度和承重能力的圆台形泡沫支架。发泡工艺使泡沫内部充有空气，空气的含量、发泡剂和发泡颗粒的尺寸决定了聚乙烯泡沫的密度、最大可发泡尺寸和介电常数。
混入的空气降低了使聚苯乙烯泡沫的密度，减小了介电常数和泡沫材料的反射率，但发泡工艺需要借助模具成型，因此大型泡沫发泡需要至少同尺寸的模具，加之泡沫属于易燃材料，生产具有危险性，生产模具成本极高。由于泡沫型材不可能做的太大，因此大承重目标测试用的支架基本都是泡沫拼接成的，然而拼接加入了粘结剂，使得泡沫内部散射复杂难以控制，抬升了测试背景电平。[0006]综上所述，传统采用聚苯乙烯制作的泡沫支架存在以下问题：
[0007](1)由于泡沫生产工艺的局限以及对安全性的考虑，生产过程中必不可少的会掺入阻燃剂以提高泡沫的阻燃性，阻燃剂在泡沫中难以分散均匀，使得泡沫不再一致产生各向异性的问题，分散颗粒会散射电磁波，泡沫内部的不均匀性也会导致杂波的出现，不利于低RCS测试；
[0008](2)在泡沫形成过程中，由于气泡的不断生成和膨胀，形成了无数的气泡，使得泡沫体系的体积和表面积增大，气泡壁厚度变薄，致使泡沫体系不稳定，依靠发泡颗粒之间的粘接力难以实现稳定的大质量载荷承载；
[0009](3)泡沫由泡沫颗粒发泡而成，本身具有一定柔性，在进行大承重测试时，泡沫会发生挤压变形甚至裂纹。背景对消依靠的是空室与目标测试时暗室状况的一致性，支架发生变化造成了两种状态的不一致性，从而大大降低了背景对消的效果，甚至会引入杂波使得背景更强，乃至发生危险事故；
[0010](4)由于泡沫刚性不足，泡沫的可加工性较差，难以加工复杂的低散射外形，加工表面精度和表面
质量难以控制，易形成粗糙表面，加剧了泡沫支架对电磁波的表面漫散射；[0011](5)RCS测试需要将目标架设在暗室静区中心高度处进行，单个泡沫不可能满足，必须采用泡沫拼接的方式解决，但粘结剂的加入使得在泡沫粘结处发生了材料性质突变，导致得电磁波发生反射和散射，抬升了背景电平，不利于低RCS测试。
发明内容
[0012]本发明的一个目的在于提供一种大质量低散射目标RCS测试的一体化支架，解决以往大质量目标测试时由于支架分段和变形造成的目标背景对消效果变差、测试数据中混入支架的影响，造成数据误差偏大。最大程度减弱支架本体对测试造成的影响，降低支架与被测目标之间的耦合，使得测试数据最大程度反映真实结果。
[0013]为了实现上述目的，本发明提供了如下技术方案：
[0014]一种用于大质量低散射目标RCS测试的一体化支架，所述一体化支架采用具有如下性质的木材制成：
[0015]气干密度为(100-250)kg/m3；
[0016]气干硬度为(400-800)JH詹氏硬度；
[0017]含水率在8％-15％；和
[0018]相对介电常数不大于1.05。
[0019]优选地，所述一体化支架采用所述木材拼接而成。
[0020]优选地，所述拼接方法为榫卯连接。
[0021]优选地，所述一体化支架包括多个横向支撑件和多个纵向支撑件，所述横向支撑件与所述纵向支撑件通过榫卯连接方式拼接为一体结构；
[0022]所述横向支撑件包括由上至下直径依次增大的第1横向支撑平台，，，，，，，第N横向支撑平台，N≥2。
[0023]优选地，所述纵向支撑件的数量为3个以上。
[0024]优选地，所述纵向支撑件的数量为偶数。
[0025]优选地，所述一体化支架的母线与竖直线的夹角为10°-20°。
[0026]优选地，所述横向支撑件的数量为3个，N的取值为3。
[0027]优选地，所述木材的材质为巴沙木。
[0028]本发明提供的所述一体化支架在室内室外场Ku波段、K波段或Ka波段的RCS测试中的应用。
[0029]有益效果
[0030]本发明的上述技术方案具有如下优点：
[0031](1)采特定性质的木材(气干密度为(100-250)kg/m3；气干硬度为(400-800)JH詹氏硬度；含水率在8％-15％；和相对介电常数不大于1.05)作为原料加工支架，采用上述木
材作为材料制作的支架较泡沫支架拥有更高的硬度和刚度，尺寸稳定性比泡沫支架高，受力形变比泡沫支架小得多，适用于Ku波段、K波段、Ka波段等对细微形变敏感的高频段RCS测试。
[0032](2)本发明提供的一体化支架采用整体设计，采用型材自身的拼接实现无粘接设计，避免粘结剂对测试造成的影响。
[0033](3)本发明提供的一体化支架的母线与竖直线夹角设计为10°-20°，这样的设计使得支架具有更好的稳定性能。
附图说明
[0034]图1是本发明实施例提供的用于大质量低散射目标RCS测试的一体化支架的立体结构示意图；
[0035]图2是本发明实施例提供的用于大质量低散射目标RCS测试的一体化支架的某一角度的结构示意图；
[0036]图3是本发明实施例提供的用于大质量低散射目标RCS测试的一体化支架的某一角度的结构示意图；
[0037]图4是现有的泡沫支架的ISAR成像图；
[0038]图5是本发明实施例提供的一体化支架的ISAR成像图。
[0039]图中：11：第1横向支撑平台；12：第2横向支撑平台；13：第3横向支撑平台；21：纵向支撑件。
具体实施方式
[0040]为使本发明的目的、技术方案和优点更加清楚，下面将结合本发明实施例，对本发明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。
[0041]本发明在第一方面提供了一种用于大质量低散射目标RCS测试的一体化支架，所述一体化支架采用具有如下性质的木材制成：
[0042]气干密度为(100-250)kg/m3；
[0043]气干硬度为(400-800)JH詹氏硬度；
[0044]含水率在8％-15％；和
[0045]相对介电常数不大于1.05。
[0046]本发明采用上述木材作为材料制作的支架较泡沫支架拥有更高的硬度和刚度，尺寸稳定性比泡沫支架高，受力形变比泡沫支架小得多，适用于Ku波段、K波段、Ka波段等对细微形变敏感的高频段RCS测试。
[0047]需要说明的是，在选择木材时，可以通过干燥处理、气干处理使木材的气干密度、气干硬度、含水率或相对介电常数满足上述要求。
[0048]本发明除了对制造材料进行优化外，还对支架结构进行了优化。在一些优选的实施方式中，所述一体化支架采用所述木材拼接而成，更优选地，所述拼接方法为榫卯连接(现有技术，本发明在此不再详述)。采用型材自身的拼接实现无粘接设计，避免粘结剂对测
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