随着现代电子科技技术的迅猛发展,微波测量面临的工作日渐复杂,其中针对目标雷达散射截面(RCS,Radar Cross Section)的测量被认为是在微波测量领域的重要内容。RCS测量系统是RCS测量的硬件基础,根据测量需求的不同,对于测量系统的选型和硬件平台的搭建也各不相同。本文以矢量网络分析仪(VNA,Vector Net Analyser)为核心,设计与开发出一套能够对目标实现多维度(时域、频域、极化域)高精度测量的RCS测量系统,并对该系统进行性能分析,具体工作如下:首先,介绍RCS测量系统组成,结合高精度矢量网络分析仪的工作原理与仪器特点,提出以矢量网络分析仪为核心的RCS测量方案,包括单天线测量方案和双天线测量方案,并给出两种测量方案的详细设计过程、硬件架构和方案优点。然后,对两种测量方案进行性能分析,针对单天线与双天线测量系统,分别通过建立误差模型对其进行理论分析,利用射频电路理论对单天线测量系统方案建立电波传播模型,分析泄露信号对接收机灵敏度的影响;对双天线RCS测量系统方案进行建模分析,利用仿真软件HFSS建模仿真,利用平面波谱理论进行算法仿真,分析双天线间耦合对系统灵敏度的影响。通过理论分析的方法对测量方案加以验证,为测量系统的设计和优化提供理论指导。最后,对测量系统的功能和性能进行实测验证,验证理论分析与仿真的正确性;包括单双天线测量系统实验验证、双极化测量结果验证、一维距离像实验验证;实验验证了RCS测量系统的功能及性能。