一种基于散射中心矩阵的rcs转换方法
【专利摘要】本发明涉及一种基于散射中心矩阵的RCS转换方法，根据建立的目标粗略几何模型，采用矩量法或迭代物理光学方法获取其感应源与照射场间的近似关系，建立待测目标包含待定系数的RCS与照射场间的散射中心转换矩阵；对需进行RCS转换的观测方向，以观测中心方向为固定入射角，获取待测目标不同散射角下双站散射特性数据；采用最小二乘法确定转换矩阵中的待定系数；实现目标RCS的转换。本发明不局限于高频区，适用角度范围较大；要求的数据量较少，易于工程实现。
【专利说明】一种基于散射中心矩阵的RCS转换方法
【技术领域】
[0001]本发明涉及目标电磁散射特性数据处理领域，特别涉及一种基于散射中心矩阵的RCS转换方法。
【背景技术】
[0002]目前目标RCS(雷达散射截面)转换方法主要有基于包围面切向场分布的转换方法、基于散射成像的转换方法及卷积外推算法等。其中，基于包围面切向场分布转换方法的理论基础为惠更斯原理，其RCS转换的精度较高，但该方法要求测量的双站RCS数据量十分巨大，需测量不同入射角及不同散射角下的双站RCS数据，工程实现代价较大；基于散射成像的转换方法要求的散射数据较少，可直接利用常用的单站RCS幅相测量系统获取，工程实现较容易，但该方法要求待测目标可近似等效为一组散射点的组合，由于散射点源于高频区的局部效应近似，且需假定散射点参数不随观测角度、距离等变化，该转换方法的适用范围受到较大限制；卷积外推算法主要基于物理光学模型，其转换要求的测量数据较少，但也采用了高频区的局部效应近似，其适用范围也同样存在较大的局限性。由此可见，后两种较易工程实现的RCS转换方法在原理上存在较大近似，即高频区局部效应近似和散射点参数不随角度、距离等变化的假设，不失一般性，这里以电磁波与金属表面目标的线性相互作用系统为例进行说明。
[0003]假设照射源距离为&时目标的表面感应源分布为目标表面照射场分布为Ei(Ri),则目标散射感应源与照射场之间关系可写成矩阵形式，即
【权利要求】
1.一种基于散射中心矩阵的RCS转换方法，其特征在于，该方法包括如下步骤: A、通过测绘获取目标几何数据，建立目标粗略几何模型，其中至少需包含目标各部件的大致外形及相互间的几何关系； B、根据目标粗略几何模型，采用矩量法或迭代物理光学方法获取其感应源与照射场间的近似关系，建立待测目标包含待定系数的RCS与照射场间的散射中心转换矩阵； C、对需进行RCS转换的观测方向，以观测中心方向为固定入射角，获取待测目标不同散射角下双站散射特性数据； D、采用最小二乘法确定转换矩阵中的待定系数； E、利用散射中心矩阵进行目标RCS转换。
2.如权利要求1所述的RCS转换方法，其特征在于， 步骤A中，进一步包含: 在建立目标粗略几何模型时，根据目标各部件间位置关系及观测距离，根据远场近似条件进行分块划分，其中经由公式4获取各分块尺寸:
D ? ^jRiJU 2 式中τ力喟射源与目标部件间距离；a为照射电磁波波长。
3.如权利要求2所述的RCS转换方法，其特征在于， 步骤B中，进一步包含: 对目标粗略几何模型进行网格剖分，获取各网格的感应源与照射场间的分块近似关系矩阵，即公式5:
4.如权利要求3所述的RCS转换方法，其特征在于， 步骤C中，根据设定的观测距离，及选取所述入射方向附近的设定角度范围作为散射方向时，选取的目标双站散射幅相数据集记为&为散射角，w = m，M为选取散射角个数，Μ > ΝχΝ,并且根据所述公式7b计算此时散射中心矩阵各元素的变化函数。
5.如权利要求4所述的RCS转换方法，其特征在于， 步骤D中，利用待测目标的散射分块关系矩阵及选取的双站散射数据集，建立求解待定系数的线性方程组，即公式8:
Z 'd)
6.如权利要求5所述的RCS转换方法，其特征在于， 步骤E中，利用求解的待定系数，计算新设定的观测距离和角度范围下散射中心矩阵各元素的变化函数，并根据公式7a、7b和下列的公式10计算RCS的转换:
【文档编号】G01S7/41GK103487791SQ201310436825
【公开日】2014年1月1日 申请日期:2013年9月24日 优先权日:2013年9月24日
【发明者】梁子长, 高伟 申请人:上海无线电设备研究所