[發(fā)明專利]任意幾何配置的機載雙基地雷達(dá)雜波模型建模方法

有效

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• 申請日: 2013-09-23
• 公開（公告）號: CN103487790A
• 公開（公告）日: 2014-01-01
• 發(fā)明（設(shè)計）人: 武俊杰;李中余;馬麟;孫稚超;黃鈺林;楊建宇
• 申請（專利權(quán)）人: 電子科技大學(xué)
• 主分類號: G01S7/41
• 分類號: G01S7/41
• 代理公司: 成都宏順專利代理事務(wù)所(普通合伙) 51227
• 代理人: 周永宏

技術(shù)領(lǐng)域

本發(fā)明屬于雷達(dá)技術(shù)領(lǐng)域，具體涉及機載雙基地雷達(dá)雜波抑制與空時自適應(yīng)處理技術(shù)。

背景技術(shù)

機載雙基地雷達(dá)由于收發(fā)分置而有著很多突出的優(yōu)點，使其得到快速發(fā)展和廣泛的應(yīng)用，并成為當(dāng)今雷達(dá)領(lǐng)域的研究熱點之一，它能獲取目標(biāo)的非后向散射信息，具有作用距離遠(yuǎn)、抗低空突防、隱蔽性和抗干擾性強等特點。由于機載雙基地雷達(dá)接收站不含大功率器件，其功耗低、體積小、重量輕，便于多種類型的飛機攜帶，造價較低。總之，機載雙基地雷達(dá)作為一種空間對地觀測的新手段，在民用和軍用領(lǐng)域都有著廣闊的發(fā)展空間。

對于機載雙基地雷達(dá)系統(tǒng)，同一距離門內(nèi)的回波是到接收站及發(fā)射站距離和相等的散射點上的回波，在某一時刻，空間中所有到接收站和發(fā)射站距離和相等的點的集合構(gòu)成一個橢球面。由于接收站和發(fā)射站的飛行高度以及位置的任意性，實際的橢球面是一個非標(biāo)準(zhǔn)橢球，因而該橢球面與地面的交線為一非標(biāo)準(zhǔn)橢圓（即橢圓的幾何中心不在坐標(biāo)原點或者橢圓的對稱軸不是坐標(biāo)軸），從而導(dǎo)致地面等距離和橢圓上點的坐標(biāo)難以求解。在文獻“Comparison?between?monostatic?and?bistatic?antenna?configuration?for?STAP，IEEE?Trans?Aero?and?Elect?Sys，AES-36，596-608，April2000”中，建立了接收站和發(fā)射站航跡呈直線、平行、垂直和交叉4類場景的幾何模型，但該模型要求接收站在地面上的投影點位于坐標(biāo)原點，并針對接收站在X軸方向運動；在文獻“雙基地機載預(yù)警雷達(dá)空時二維雜波建模及雜波特性分析，電子學(xué)報，2001，29(12)：1940～1943”中，建立了接收站和發(fā)射站沿同一航向的幾何模型，但此模型只適用于接收站和發(fā)射站等高度的幾何配置。上述模型只針對幾類特殊的機載雙基地雷達(dá)幾何配置，不能應(yīng)用于在任意幾何配置下建立精確的雜波模型。

發(fā)明內(nèi)容

本發(fā)明的目的是針對背景技術(shù)存在的缺陷，研究設(shè)計一種在任意幾何配置下機載雙基地雷達(dá)雜波模型建模方法，解決現(xiàn)有機載雙基地雷達(dá)雜波建模方法幾何配置單一，無法實現(xiàn)實際應(yīng)用中機載雙基地雷達(dá)幾何配置任意性的問題。

本發(fā)明的解決方案是采用坐標(biāo)變換，利用地面等距離和非標(biāo)準(zhǔn)橢圓解出其對應(yīng)的標(biāo)準(zhǔn)橢圓，然后獲得標(biāo)準(zhǔn)橢圓上點的坐標(biāo)，最后對此坐標(biāo)進行旋轉(zhuǎn)和平移變換便可得到非標(biāo)準(zhǔn)橢圓上點的坐標(biāo)，該方法有效解決了在實際應(yīng)用中接收站和發(fā)射站幾何配置的任意性導(dǎo)致多普勒表達(dá)式中方位角和俯仰角難以求解的問題，從而實現(xiàn)對任意幾何配置機載雙基地雷達(dá)雜波模型建模。

為了方便描述本發(fā)明的內(nèi)容，首先對以下術(shù)語進行解釋：

術(shù)語1：基線

基線是指機載雙基地雷達(dá)中接收站和發(fā)射站的連線在地面上的投影。

術(shù)語2：地面等距離和

等距離和是指地面到接收站和發(fā)射站距離之和相等的點。

術(shù)語3：標(biāo)準(zhǔn)橢圓

在直角坐標(biāo)系中，標(biāo)準(zhǔn)橢圓指的是橢圓的幾何中心為坐標(biāo)原點，對稱軸為坐標(biāo)軸的橢圓。

術(shù)語4：任意幾何配置

任意幾何配置是指機載雙基地雷達(dá)中接收站和發(fā)射站的位置以及飛行方向的任意性。

本發(fā)明提出了一種任意幾何配置機載雙基地雷達(dá)雜波模型建模方法，具體包括步驟：

步驟一：機載雙基地雷達(dá)系統(tǒng)參數(shù)初始化，

發(fā)射站的位置記為(x_T,y_T,z_T)，其中，x_T、y_T、z_T分別為發(fā)射站的x軸坐標(biāo)、y軸坐標(biāo)及z軸坐標(biāo)；接收站的位置記為(x_R,y_R,z_R),其中，x_R、y_R、z_R分別為接收站的x軸坐標(biāo)、y軸坐標(biāo)及z軸坐標(biāo)；發(fā)射站和接收站的速度分別記為V_T和V_R，發(fā)射站和接收站的飛行方向與基線的夾角分別為δ_T和δ_R，某一固定時刻地面等距離和橢圓上參考點坐標(biāo)記為(x,y)；

步驟二：計算地面等距離和非標(biāo)準(zhǔn)橢圓的方程，

根據(jù)橢球的定義，到接收站和發(fā)射站距離和相等的橢球面為：