[發明專利]基于大氣吸收損耗的全頻段目標RCS值預估修正方法

無效

• 申請號: 201210243677.9
• 申請日: 2012-07-13
• 公開（公告）號: CN102759729A
• 公開（公告）日: 2012-10-31
• 發明（設計）人: 趙曉楠;方重華
• 申請（專利權）人: 中國艦船研究設計中心
• 主分類號: G01S7/40
• 分類號: G01S7/40
• 代理公司: 湖北武漢永嘉專利代理有限公司 42102
• 代理人: 胡建平

1.一種基于大氣吸收損耗的全頻段目標RCS預估值的修正方法，其特征在于：在探測距離確定、探測雷達的天線增益、發射功率、探測頻率已知的前提下，由上述確定或已知的距離參數、雷達性能參數分別計算電磁波傳播過程中，氧氣及水蒸氣吸收系數及吸收損耗；然后根據氧氣及水蒸氣的吸收損耗與雷達方程間的關聯性，進行設定條件下全頻段的目標RCS預估值修正。

2.根據權利要求1所述的方法，其特征在于所述全頻段為：22.235GHz附近和100GHz以上或K波段和毫米波段、60GHz附近或THz波段。

3.根據權利要求1或2所述的方法，其特征在于主要包括如下步驟：

（1）根據電磁學理論，結合氧氣和水蒸氣的特定吸收頻率，給出氧氣和水蒸氣各自對任意特定頻率電磁波的吸收系數，然后由各頻率段的吸收系數計算整個探測過程的吸收損耗；

A）氧氣對任意一個特定頻率f電磁波的吸收系數為

ξO2(h)=2.0058PT-3f2ΣNAN(dB/km)---(1)]]>

參數說明如下：h為探測距離，P為氣壓，T為溫度，f為頻率；

各諧振數N的求和項為

AN=(FN+μ2N++FN-μ2N-+F0μ2N0)exp(-en/T)---(2)]]>

其中

μ2N+=N(2N+3)N+1,]]>μ2N-=(N+1)(2N-1)N]]>

μ2N0=2(N2+N+1)(2N+1)N(N+1),]]>e_n=2.06844N(N+1)

其中，μ²_N+、μ²_N-和分別為正向諧振系數、反向諧振系數和非諧振系數；e_n為溫度系數；

非諧振分量

F0=Δff2+(Δf)2---(3)]]>

諧振線形狀函數

FN±(f)=Δf(fN±-f)2+(Δf)2+Δf(fN±-f)2-(Δf)2---(4)]]>

其中

氧氣頻率差因子△f=0.1895g(h)P/T；

式中高度系數g(h)的定義為：g(h)=0.6400≤h≤8km0.3026+0.04218h8≤h≤25km;]]>

B）水蒸氣對任意一個特定頻率f電磁波的吸收系數為：

ξ22(h)=0.002535(fPw(300T)3.5exp(20144(1-300T))F)(dB/km)---(5)]]>

ξ_res(h)=0.007347ρPT^-2.5f²(dB/km)??????????（6）

其中，ξ₂₂(h)表示22.235GHz附近的吸收系數，ξ_res(h)表示100GHz以上的吸收系數；

功率因子Pw=ρT288.75---(7)]]>

其中，參數ρ為密度；

頻率比因子

F=ffr(Δf(fr-f)2+(Δf)2+Δf(fr+f)2+(Δf)2)---(8)]]>

水蒸氣頻率差因子Δf=0.01799(Pw300T+0.20846(0.75P-Pw)(300T)0.63)---(9)]]>

因此，整個探測過程的吸收損耗為

（2）依據整個探測過程的吸收損耗對探測雷達回波功率進行修正，給出修正后的大氣吸收環境下雷達能接收到的回波功率P_r；

對于單基地雷達，目標回波的接收功率與傳播吸收損耗的關系式為

10lgP_r=10lgP₀-2L_atm???????????????????????（11）

其中，P₀為自由空間條件下雷達接收天線處的目標回波功率，為已通過預測手段獲知的待修正值；

（3）依據雷達方程，結合修正后的大氣吸收環境下雷達能接收到的回波功率P_r，對目標RCS值進行修正；

雷達方程為：

σr=(4π)3PrRPtG2λ2---(12)]]>

其中，σ^r為目標RCS值的修正值；R為探測距離；λ為波長，與雷達探測頻率關系為λ=c₀/freq；G為雷達天線增益；P_t為已知的雷達發射功率；

將修正后的大氣吸收環境下雷達能接收到的回波功率P_r代入雷達方程（12）即可獲取目標RCS值的修正值。