[发明专利]逼真目标回波模拟方法

摘要

本发明公开了一种逼真目标回波模拟方法，属于电子模拟领域。平面波数据库的思想来源于电磁计算中的多极子算法，即目标在一个任意方向入射波激励下的散射场可由K个平面波描述，K与目标电尺寸大小有关。本发明对此进行了拓展，依据互易原理，指出K个方向入射场激励下目标的K×K个平面波，可精确地描述目标任意入射方向激励所产生的散射场，由N个不同频率下的K×K数据库，构成完备的宽带平面波数据库N×K×K。目标任意入射方向、频率下的散射场都可由宽带平面波数据库直接读取或插值获得。本发明实现了逼真目标回波实时模拟，该技术可服务于多种雷达应用技术，如雷达成像、图像特征、目标特性、目标识别、赋形设计等。

主权项

1.一种逼真目标回波模拟方法，其特征在于：目标宽带平面波数据库预先建立，目标宽带平面波数据库建立方法为：首先确立二维(θ，φ)方位采样：θ采样点数为L，采样区间为[0，π]，采样点使得cosθ在区间[-1，1]上满足Guass_legendre积分方式；一般精度要求下，L＝k·d+2ln(k·d+π)，k为传播常数，d为目标最大尺寸；φ采样点数为2L，在采样区间[0，2π]内等间隔取值；二维(θ，φ)方位总采样个数K＝2L²；由K个方位入射波激励的目标K×K方位的散射场构成目标的平面波数据库，由N个不同频率下的K×K数据库，形成宽带平面波数据库N×K×K；用户可灵活选择不同的方法获得目标的平面波数据库，如全波数值算法、精确的实验测量、高频近似算法；对于单站收发雷达，目标回波模拟仅使用后向平面波数据，即仅需平面波数据库N×K×K中对角线上的平面波N×K即可；该方法的具体执行如下：A.雷达与目标相对姿态角、斜距数据的获取；依据雷达的工作方式，对雷达与目标的相对运动建模；雷达与目标相对运动可分解为直线和旋转运动；直线运动由运动参数直接描述；旋转造成雷达与目标相对姿态的变化，利用旋转造成的Euler角由坐标的变换矩阵求得；B.依据姿态角、频带参数，从目标平面波数据库直接读相应的平面波；C.对于姿态角以及频带不在N×K×K采样值的平面波，由邻近的平面波插值获得；D.将直线运动造成的相移直接加入到相应方位下的平面波中；S‾(f,θ,φ)=S(f,θ,φ)·exp(-j4πλRL(θ,φ)),]]>其中S(f，θ，φ)为加入直线运动造成的相移的结果，为直运动造成的相移；E.依据雷达发射脉冲形式，将B、C、D获得的平面波数据转化为雷达发射脉冲与目标作用后的散射回波；平面波数据库记录的数据为静态目标点频/扫频的散射场，扫频散射场隐含的假设条件为雷达发射脉冲为时域sinc窄脉冲形式，而实际中，雷达发射脉冲使用线性调频或步进调频形式；为使回波数据等效为雷达发射脉冲与目标作用的散射结果，需对扫频散射场进行相位加权处理，权函数为发射脉冲的频域形式；即S=(f,θ,φ)=S‾(f,θ,φ)·exp(jψ(f));]]>其中exp(jψ(f))为发射脉冲的频域形式，为发射脉冲形式匹配后的结果；F.将E获得的不同方位的回波，依据雷达的工作方式，按时间先后叠加，最终获得雷达所接收回波；设最终模拟结果为S_out(f)，时域结果为s_out(t)；即Sout(f)=Σ(θ,φ)S=(f,θ,φ);]]>s_out(t)＝FFT[S_out(f)]，其中FFT表示快速傅立叶变换。