[發明專利]一種全極化雙基地雷達目標動態回波模擬方法

在審

• 申請號: 201611129997.6
• 申請日: 2016-12-09
• 公開（公告）號: CN106772290A
• 公開（公告）日: 2017-05-31
• 發明（設計）人: 艾小鋒;劉進;趙鋒;楊建華;馮德軍;李永禎;肖順平
• 申請（專利權）人: 中國人民解放軍國防科學技術大學
• 主分類號: G01S7/40
• 分類號: G01S7/40;G01S7/02
• 代理公司: 北京慧泉知識產權代理有限公司11232
• 代理人: 王順榮,李娜

本發明一種全極化雙基地雷達目標動態回波模擬方法，首先建立目標坐標系、發射站直角坐標系、接收站直角坐標系、極化坐標系，然后通過發射站位置、接收站位置以及目標位置和姿態，解算發射站和接收站在目標坐標系的觀測角(俯仰角和方位角)，然后利用目標姿態、發射站和接收站位置以及視線角求解發射站和接收站極化相對于目標坐標系極化的旋轉角，最后先通過觀測角查表并插值得到目標坐標系中的散射矩陣，再通過極化旋轉角進行坐標旋轉得到雙基地接收站的動態回波。本發明可用于雷達數字仿真和半實物仿真系統；可以用于各類目標動態雙基地散射特性研究；可以用于實際雷達對某些特定目標探測能力的評估；本發明同樣適用于單基地雷達。

技術領域

本發明涉及一種全極化雙基地雷達目標動態回波模擬方法，尤其是指一種基于極化理論、空間坐標轉換理論獲得實際全極化雙基地雷達觀測目標的動態回波，屬于雷達仿真技術領域。

背景技術

單基地雷達目標極化特性研究已經取得很大進展，通過電磁計算和暗室測量數據研究目標極化特性是一個重要手段，需要注意的是極化坐標系與實際雷達測量之間的差異。隨著雙基地雷達逐步發展并投入實際應用，目標雙基地極化特性也受到關注。雙基地雷達由于收發分置，發射站和接收站的極化坐標系存在差異，在考慮接收站動態回波時必須同時考慮發射站和接收站的極化方式，特別是兩個站相距較遠時(幾百公里以上)，存在的坐標轉換也更復雜。為了結合目標電磁計算數據分析實際雙基地雷達測量該目標的能力以及目標的動態回波特性，通過靜態電磁計算數據模擬全極化雙基地雷達目標動態回波的問題亟待解決。

發明內容

本發明的目的在于提供一種全極化雙基地雷達目標動態回波模擬方法，利用靜態計算電磁散射特性數據模擬全極化雙基地雷達目標動態回波，為目標動態雙基地散射特性研究和雙基地雷達探測能力分析提供數據支撐。該方法利用目標坐標系、發射站直角坐標系、接收站直角坐標系、極化坐標系以及目標姿態之間的轉換關系，先解算得到發射站和接收站在目標坐標系的觀測角、發射站和接收站極化相對于目標坐標系極化的旋轉角，然后通過查表插值與極化坐標旋轉得到雙基地接收站的動態回波。

實現本發明的技術方案是，首先建立目標坐標系、發射站直角坐標系、接收站直角坐標系、極化坐標系，然后通過發射站位置、接收站位置以及目標位置和姿態，解算發射站和接收站在目標坐標系的觀測角(俯仰角和方位角)，然后利用目標姿態、發射站和接收站位置以及視線角求解發射站和接收站極化相對于目標坐標系極化的旋轉角，最后先通過觀測角查表并插值得到目標坐標系中的散射矩陣，再通過極化旋轉角進行坐標旋轉得到雙基地接收站的動態回波。

本發明一種全極化雙基地雷達目標動態回波模擬方法，具體步驟如下：

步驟1、建立目標坐標系、發射站直角坐標系、接收站直角坐標系、極化坐標系；

步驟2、設定發射站、接收站位置，設定目標相對于發射站的位置和姿態角；

步驟3、計算發射站在目標坐標系的位置；

步驟4、計算電波入射俯仰角和方位角；

步驟5、計算接收站在發射站直角坐標系中的坐標；

步驟6、計算電波散射俯仰角和方位角；

步驟7、計算極化旋轉角；

步驟8、通過步驟4和步驟6獲得的入射方位角、俯仰角和散射方位角、俯仰角，通過查表和插值，獲得電磁計算結果中的散射矩陣，進而獲得雙基地接收站測量的散射矩陣；

步驟9、改變步驟2中的參數，重復步驟3～步驟8連續計算散射矩陣序列得到動態回波。

特別的，步驟3所述的計算發射站在目標坐標系的位置，具體方法如下：

從雷達直角坐標系到目標直角坐標系到變換矩陣B_bg，可表示如下：