专利名称：一种基于频率捷变改变雷达目标特性的方法
技术领域：
本发明涉及目标电磁散射特性研究领域，尤其涉及基于频率捷变改变雷达目标RCS等特性的方法。
背景技术：
在目标电磁散射特性建模与仿真研究中，当探测器与目标接近过程中，此时目标RCS (雷达散射截面积)起伏、角闪烁等将严重影响到雷达对目标方位、距离等的探测。如果采用传统的计算单一频率目标RCS的话，无法满足微波雷达总体设计需求。对现有技术(背景技术)进行了国内外数据库的检索，在检索到的国内外公开及有限范围发表的文献中，未见与本项目技术特征完全相同的文献报道。检索到的二篇文献资料。I)赵宜楠，姚剑，李风从.慢起伏不可分辨目标的单脉冲角估计[J].系统工程与电子技术，2010,32(10) :P2021-2024。论文介绍了目标RCS起伏特性对单脉冲雷达测向的影响，提出一种基于目标单脉冲角估计统计特征的两个慢起伏不可分辨目标的角度分辨方法，但未见频率捷变改变目标RCS等特性方面研究。2)王晓燕，刘峥，张守宏.基于频率捷变的单脉冲雷达角闪烁抑制方法[J].战术导弹技术，2005，2 (4) :P18-21。论文介绍了利用频率捷变技术获取目标回波信号多个独立样本来抑制角闪烁的方法，但未见频率捷变改变目标RCS等特性方面研究。综上所述，现有技术未公开基于频率捷变改变雷达目标RCS等特性的方法。
发明内容
本发明为了提高雷达目标RCS及抑制角闪烁，采用频率捷变技术，可以有效改变目标RCS特性，使慢起伏目标回波去除扫描间的相关性，实现并支撑了微波雷达总体设计优化。为解决上述技术问题，本发明是提出以下技术方案实现的
具体的实施步骤如下
步骤一建立目标的电磁散射特性模型
先建立目标几何模型，同时引入天线照射模型并考虑目标部件间二次散射贡献，建立目标电磁散射特性模型；
步骤二 计算在捷频变下目标的RCS等特性数据
在建立的目标电磁散射特性模型基础上，计算在不同频率、不同极化下目标的RCS、角闪烁及成像等特性数据；
步骤三目标电磁散射特性测量
为了获得仿真结果的对比验证数据，开展微波暗室中目标的电磁散射特性测量； 步骤四模型的验证、校模及结果输出
对建立在捷频变下的目标电磁散射模型进行验模，通过计算的目标RCS、角闪烁及成像与测量结果比对及误差分析，如果仿真计算的精度不满意，则重新修正模型的目标几何数据及电磁计算方法后，再进行仿真计算，直到达到满意的精度要求为止。其中，在若干个频率点选取对目标RCS仿真计算的结果后，把每一个频率点对应的每一个方位角RCS最大值连起来，画在一张图上；则，比较该图上的RCS最小值大于仿真计算中的RCS最小值时的差值，若差值不符合设定的要求，则重新修正模型再进行仿真计
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o其中，对目标进行角闪烁计算与测试验证时，将仿真获得的角偏差曲线与测试曲线进行比对，若这两个曲线趋势的吻合程度不符合设定的要求，则重新修正模型再进行仿
真计算。其中，对目标进行成像计算与测试验证时，将由仿真和测试分别获得的二维像进行比对，若两者不一致或者与目标的实际尺寸不吻合，则重新修正模型再进行仿真计算。本发明带来以下有益效果
本发明提出采用频率捷变技术应用于目标电磁散射特性研究领域，通过建立的目标电磁散射特性模型，实现了在捷变频下目标的RCS等宽带去相关特性，解决了微波雷达总体设计对目标特性的需要。
图1是本发明所述频率捷变改变雷达目标RCS等特性的方法框 图2a和图2b分别是本发 明中N个工作频点所对应的目标RCS整体及局部处理曲线图；图2c是每个工作频点下RCS取最大值时的示意 图3是本发明中Ku波段水平方位面角偏差测试与仿真对比 图4a和图4b是本发明中某目标在测试和仿真下分别获得的二维像结果图。
具体实施例方式下面结合附图对本发明做进一步的描述。下文中RCS为“雷达反射截面积”的英文缩写，是目标向雷达接收天线方向散射电磁波能力的量度。如图1所示，本发明提出的一种基于频率捷变改变雷达目标RCS等特性的方法，通过天线照射模型、目标几何建模、目标电磁散射模型、部件间二次散射计算、捷变频下目标RCS仿真、捷变频下目标角闪烁、成像仿真、暗室验证测试以及验模及校模这八个部分来实现。实施步骤如下
步骤一建立目标的电磁散射特性模型
采用三维激光扫描仪获取目标外表面数据，经过专用软件对原始数据处理获取格式化的面元网格模型，建立目标精确的几何模型。同时引入三维天线方向图数据。对于电大尺寸目标(目标尺寸远远大于雷达波长)，采用高频近似法进行计算。表面的单次散射采用物理光学计算，棱边边缘绕射采用等效电磁流法计算，各部件间的二次反射采用IPO计算。多次散射计算可近似表示为
权利要求
1.一种基于频率捷变改变雷达目标特性的方法，其特征在于，包含以下步骤 步骤一建立目标的电磁散射特性模型； 先建立目标几何模型，同时引入天线照射模型并根据目标部件间二次散射计算的结果，来建立目标电磁散射特性模型； 步骤二 计算在捷频变下目标的特性数据； 在建立的目标电磁散射特性模型基础上，计算在不同频率、不同极化下目标的特性数据； 步骤三目标电磁散射特性测量； 为了获得仿真结果的对比验证数据，开展微波暗室中目标的电磁散射特性测量； 步骤四模型的验证、校模及结果输出； 对建立在捷频变下的目标电磁散射模型进行验模，通过将计算得到的目标特性数据与测量结果进行比对及误差分析，如果仿真计算的精度不满意，则重新修正模型再进行仿真计算，直到达到满意的精度要求为止。
2.如权利要求1所述基于频率捷变改变雷达目标特性的方法，其特征在于， 所述特性数据包含雷达散射截面积RCS、角闪烁及成像计算。
3.如权利要求2所述基于频率捷变改变雷达目标特性的方法，其特征在于， 步骤四中，在若干个频率点选取对目标RCS仿真计算的结果后，把每一个频率点对应的每一个方位角RCS最大值连起来，画在一张图上；则，比较该图上的RCS最小值大于仿真计算中的RCS最小值时的差值，若差值不符合设定的要求，则重新修正模型再进行仿真计算。
4.如权利要求2所述基于频率捷变改变雷达目标特性的方法，其特征在于， 步骤四中，对目标进行角闪烁计算与测试验证时，将仿真获得的角偏差曲线与测试曲线进行比对，若这两个曲线趋势的吻合程度不符合设定的要求，则重新修正模型再进行仿真计算。
5.如权利要求2所述基于频率捷变改变雷达目标特性的方法，其特征在于， 步骤四中，对目标进行成像计算与测试验证时，将由仿真和测试分别获得的二维像进行比对，若两者不一致或者与目标的实际尺寸不吻合，则重新修正模型再进行仿真计算。
6.如权利要求:T5中任意一项所述基于频率捷变改变雷达目标特性的方法，其特征在于，重新修正模型包括对目标几何数据及电磁计算方法的修正。
全文摘要
本发明提出的一种基于频率捷变改变雷达目标RCS等特性的方法，通过天线照射模型、目标几何建模、目标电磁散射模型、部件间二次散射计算、捷变频下目标RCS仿真、捷变频下目标角闪烁、成像仿真、暗室验证测试以及验模及校模来实现。本发明由于将频率捷变技术应用于目标电磁散射特性研究领域，通过建立的目标电磁散射特性模型，实现了在捷变频下目标的RCS等宽带去相关特性，解决了微波雷达总体设计对目标特性的需要。
文档编号G01S7/41GK103064073SQ201210510610
公开日2013年4月24日 申请日期2012年12月4日 优先权日2012年12月4日
发明者顾俊, 王晓冰, 梁子长 申请人:上海无线电设备研究所