[發(fā)明專利]基于孔徑合成技術(shù)的三維高分辨目標(biāo)散射系數(shù)測(cè)量方法

有效

• 申請(qǐng)?zhí)枺?/td>: 200910058731.0
• 申請(qǐng)日: 2009-03-30
• 公開（公告）號(hào): CN101509973A
• 公開（公告）日: 2009-08-19
• 發(fā)明（設(shè)計(jì)）人: 張曉玲;師君;楊建宇
• 申請(qǐng)（專利權(quán)）人: 電子科技大學(xué)
• 主分類號(hào): G01S13/90
• 分類號(hào): G01S13/90
• 代理公司: 暫無信息
• 代理人: 暫無信息

技術(shù)領(lǐng)域

本發(fā)明屬于雷達(dá)技術(shù)領(lǐng)域，它特別涉及了目標(biāo)散射系數(shù)測(cè)量技術(shù)領(lǐng)域。

背景技術(shù)

目標(biāo)散射系數(shù)獲取是電磁場(chǎng)研究領(lǐng)域的重要研究方向之一，高分辨率目標(biāo)散射系數(shù)特征對(duì)隱身材料的研究及隱身飛行器的設(shè)計(jì)具有重要的指導(dǎo)意義。根據(jù)本發(fā)明人了解以及已發(fā)表的文獻(xiàn)，例如：Cagatay?Uluisik，Gonca?cakir，Mustafa?cakir，and?Levent?Sevgil：“Radar?Cross?Section(RCS)Modeling?and?Simulation，Part?1：A?Tutorial?Review?of?Definitions，Strategies，and?Canonical?Examples”IEEE?Antennas?and?Propagation?Magazine，Vol.50，No.1，F(xiàn)ebruary?2008，和SEBASTIAN?RlEGGER?AND?WERNER?WIESBECK：“Wide-BandPolarimetry?and?Complex?Radar?Cross?Section?Signatures”，PROCEEDINGS?OFTHE?IEEE，VOL?77，NO?5，MAY?1989，目前目標(biāo)散射系數(shù)獲取的途徑主要包括兩種：基于計(jì)算電磁學(xué)的目標(biāo)散射系數(shù)計(jì)算方法及利用微波暗室進(jìn)行的目標(biāo)散射系數(shù)測(cè)量方法。但基于計(jì)算電磁學(xué)的目標(biāo)散射系數(shù)計(jì)算方法計(jì)算量龐大且存在不可避免的計(jì)算誤差，難以獲得復(fù)雜目標(biāo)(如，艦船等)的散射系數(shù)，同時(shí)難以分析寬帶信號(hào)與目標(biāo)相互作用引起的散射系數(shù)變化。微波暗室進(jìn)行的目標(biāo)散射系數(shù)測(cè)量方法分辨率較低，只能獲得目標(biāo)散射截面積，而無法獲得目標(biāo)不同部位散射系數(shù)的分布情況；另外，由于需要在暗室進(jìn)行測(cè)量，該方法無法測(cè)量大型目標(biāo)(如，艦船等)的散射系數(shù)。

發(fā)明內(nèi)容

為了克服基于計(jì)算電磁學(xué)的目標(biāo)散射系數(shù)計(jì)算方法及利用微波暗室進(jìn)行的目標(biāo)散射系數(shù)測(cè)量方法的缺點(diǎn)，本發(fā)明提出了一種基于孔徑合成技術(shù)的三維高分辨目標(biāo)散射系數(shù)測(cè)量方法，該方法通過控制雷達(dá)天線在二維空間中精確地運(yùn)動(dòng)合成大型二維雷達(dá)天線陣列，并結(jié)合信號(hào)處理中的脈沖壓縮技術(shù)獲得目標(biāo)散射系數(shù)的三維高分辨率分布，從而實(shí)現(xiàn)了對(duì)目標(biāo)散射系數(shù)的三維高分辨率測(cè)量。

為了方便描述本發(fā)明的內(nèi)容，首先作以下術(shù)語定義：

定義1、二維運(yùn)動(dòng)控制平臺(tái)

二維運(yùn)動(dòng)控制平臺(tái)是指能夠按預(yù)先指令產(chǎn)生二維平面內(nèi)連續(xù)運(yùn)動(dòng)軌跡的機(jī)械系統(tǒng)，主要由：步進(jìn)電機(jī)(或伺服電機(jī))、傳動(dòng)裝置(如，絲杠、滾珠絲杠、齒輪、齒條等)、導(dǎo)軌、固定裝置和支撐結(jié)構(gòu)等組成。有效行程是確定二維運(yùn)動(dòng)控制平臺(tái)的重要指標(biāo)。在確定二維運(yùn)動(dòng)控制平臺(tái)有效行程后，根據(jù)現(xiàn)有技術(shù)即可確定出二維運(yùn)動(dòng)控制平臺(tái)，詳見參考文獻(xiàn)：陳鐵鳴，“機(jī)械設(shè)計(jì)”，3版，哈爾濱工業(yè)大學(xué)出版社，哈爾濱，2003。

定義2、發(fā)射系統(tǒng)

發(fā)射系統(tǒng)是指雷達(dá)中用于產(chǎn)生基帶信號(hào)(一般為線性調(diào)頻信號(hào))，將其調(diào)制到載頻上，并按照一定的功率發(fā)射向觀測(cè)區(qū)域發(fā)射電磁波的系統(tǒng)，主要包括基帶信號(hào)產(chǎn)生模塊、載波調(diào)制模塊、功率放大模塊和雷達(dá)發(fā)射天線等，如安捷倫信號(hào)發(fā)生器，N9310A。

其中，基帶模塊可通過指標(biāo)：發(fā)射信號(hào)形式、發(fā)射信號(hào)帶寬、發(fā)射信號(hào)載頻確定；載波調(diào)制模塊、功率放大模塊和雷達(dá)發(fā)射天線可通過指標(biāo)發(fā)射信號(hào)載頻確定。詳細(xì)內(nèi)容可參考“High?resolution?radar”Donald?R.Wehner，ARTECH?HOUSE，INC.1987。

定義3、接收系統(tǒng)

接收系統(tǒng)是指雷達(dá)中用于接收?qǐng)鼍盎夭ú⑦M(jìn)行數(shù)字化采樣和存儲(chǔ)的系統(tǒng)，主要包括雷達(dá)接收天線、下調(diào)制模塊、數(shù)模轉(zhuǎn)換模塊和數(shù)據(jù)存儲(chǔ)模塊等。

其中，雷達(dá)接收天線、下調(diào)制模塊可通過指標(biāo)發(fā)射信號(hào)載頻確定；數(shù)模轉(zhuǎn)換模塊可通過指標(biāo)數(shù)模轉(zhuǎn)換模塊的量化比特?cái)?shù)和采樣頻率確定；數(shù)據(jù)存儲(chǔ)模塊可通過指標(biāo)存儲(chǔ)容量和存儲(chǔ)速率決定。詳細(xì)內(nèi)容可參考“High?resolution?radar”DonaldR.Wehner，ARTECH?HOUSE，INC.1987。

定義4、脈沖壓縮信號(hào)

脈沖壓縮信號(hào)是指其自相關(guān)函數(shù)為類沖激函數(shù)，能夠進(jìn)行脈沖壓縮的信號(hào)，如線性調(diào)頻信號(hào)、偽隨機(jī)信號(hào)等，詳細(xì)內(nèi)容可參考“雷達(dá)手冊(cè)”，Merrill?I.Skonlnik，電子工業(yè)出版社2003年，及“隨機(jī)信號(hào)雷達(dá)”，劉國(guó)歲、顧紅、蘇衛(wèi)民，國(guó)防工業(yè)出版社，2005年。

定義5、接收系統(tǒng)接收波門

接收系統(tǒng)接收波門是指發(fā)射系統(tǒng)發(fā)射信號(hào)與接收系統(tǒng)開始采集數(shù)據(jù)時(shí)刻的時(shí)間間隔。

定義6、三角型周期函數(shù)