[發(fā)明專利]應用于復雜目標多次散射的雷達散射截面快速獲取方法

有效

• 申請?zhí)枺?/td>: 201310435160.4
• 申請日: 2013-09-23
• 公開（公告）號: CN103487789A
• 公開（公告）日: 2014-01-01
• 發(fā)明（設(shè)計）人: 曾國奇;李思吟;熊小軍
• 申請（專利權(quán)）人: 北京航空航天大學
• 主分類號: G01S7/41
• 分類號: G01S7/41
• 代理公司: 北京永創(chuàng)新實專利事務(wù)所 11121
• 代理人: 官漢增

1.應用于復雜目標多次散射的雷達散射截面快速獲取方法，其特征在于：所述方法包括如下步驟：

步驟1：讀入三維復雜目標的三角面元或四邊形面元模型；

步驟2：通過光照的方式計算目標模型內(nèi)所有面元的法向矢量和深度值；

步驟3：模擬入射平面電磁波，以xy平面為等相位面發(fā)射射線，對目標模型的所有面元按順序掃描，確定目標模型內(nèi)所有面元中心的空間坐標與各個面元法向分量及深度值的對應關(guān)系；

步驟4：由目標模型所有面元的法向分量和入射平面電磁波的入射方向，求出所有面元內(nèi)入射線的反射線方向；

步驟5：找到所有面元內(nèi)反射線方向在目標模型的投影射線，依次得到投影射線上每個面元的坐標值，即面元位置；在進行面元搜索時，根據(jù)反射線的斜率判斷搜索方向，在投影射線上依次找到所有面元；

步驟6：根據(jù)投影射線上各個面元的位置，分別求出反射線與此面元所在平面的交點，并判斷該交點是否在此面元內(nèi)，如果在此面元內(nèi)，就代表反射線與目標模型存在交點；

步驟7：重復步驟4至步驟6，直至反射線與目標模型無交點，則利用物理光學方法計算反射路徑中每一次反射的交點所在面元的RCS；

步驟8：將每個面元內(nèi)多次反射的RCS進行疊加，得到目標模型的多次反射RCS；

步驟9：將多次反射RCS與單次反射的RCS相疊加得到目標模型的總RCS；所述單次反射RCS通過物理光學積分直接給出。

2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的應用于復雜目標多次散射的雷達散射截面快速獲取方法，其特征在于：步驟2具體為，在不同光照條件下對標準純白色材質(zhì)的目標模型顯示兩次，第一次顯示是在x軸、y軸、z軸分別設(shè)置紅綠藍三種顏色的方向光源，第二次顯示是在-x軸、-y軸處分別設(shè)置紅、綠兩種衍射的方向光源；根據(jù)目標模型所有面元對方向光源的反射光強度得到各自的法向矢量和深度值。

3.根據(jù)權(quán)利要求1所述的應用于復雜目標多次散射的雷達散射截面快速獲取方法，其特征在于：步驟4所有面元上入射線的反射線方向：

s^=i^-2*(i^·n)*n]]>

其中，對于組成目標模型的每個面元，為該面元的反射線方向單位矢量，為該面元的入射線方向單位矢量，n為該面元法向分量的單位矢量。

4.根據(jù)權(quán)利要求1所述的應用于復雜目標多次散射的雷達散射截面快速獲取方法，其特征在于：步驟6具體為：根據(jù)目標模型的每個面元的中心坐標和法向分量，獲得此面元所在的平面方程；如果入射線不與平面平行，則入射線與該平面存在交點；已知入射線L的起點為m(m_x,m_y,m_z)，且入射線方向單位矢量為V_L(v_x,v_y,v_z)，點n(n_x,n_y,n_z)為面元的中心，在平面P上，且法向分量的單位矢量為V_p(vp_x,vp_y,vp_z)，求出入射線與此面元所在平面P的交點o的坐標(x,y,z)；

將入射線方程寫成參數(shù)方程形式，t為參數(shù)，即有：

x=mx+vx·ty=my+vy·tz=mz+vz·t---(1)]]>

將面元所在平面方程寫成點法式方程形式，即有：

vp_x·(x-n_x)+vp_y·(y-n_y)+vp_z·(z-n_z)＝0???????????(2)

則入射線與平面P的交點一定滿足式（1）和（2），聯(lián)立兩式，求得：

t=((nx-mx)·vpx+(ny-my)·vpy+(nz-mz)·vpz)(vpx·vx+vpy·vy+vpz·vz)---(3)]]>

如果（3）式中分母(vp_x·v_x+vp_y·v_y+vp_z·v_z)為0，則表示入射線與面元所在平面平行，即入射線與平面沒有交點；當分母不為0時，求解出t后，然后將t代入式（1）即求得交點o的坐標(x,y,z)；

求出交點的坐標之后，還需判斷該交點是否在該面元內(nèi)：當入射線與面元所在平面的交點落在該面元內(nèi)，滿足如下關(guān)系：沿四邊形D₀D₁D₂D₃各邊逆時針轉(zhuǎn)一圈，該交點總在各邊的左邊，利用矢量叉乘的方法來判斷：

(DD0→×DD1→)·n^>0(DD1→×DD2→)·n^>0(DD2→×DD3→)·n^>0(DD3→×DD0→)·n^>0---(4)]]>

其中，為面元的法向分量的單位矢量，矢量為點D_i的坐標減去點D的坐標；

當入射線與面元所在平面的交點不在該面元內(nèi)時，式(4)中的四個不等式總會有一個不成立。