[發明專利]電磁渦旋合成孔徑雷達回波信號仿真方法及裝置

有效

• 申請號: 201710743228.3
• 申請日: 2017-08-25
• 公開（公告）號: CN107656253B
• 公開（公告）日: 2019-12-13
• 發明（設計）人: 王鵬波;方越;陳杰;楊威;門志榮
• 申請（專利權）人: 北京航空航天大學
• 主分類號: G01S7/40
• 分類號: G01S7/40;G01S13/90
• 代理公司: 11447 北京英創嘉友知識產權代理事務所(普通合伙)
• 代理人: 魏嘉熹;南毅寧

1.一種電磁渦旋合成孔徑雷達回波信號仿真方法，其特征在于，所述方法包括：

獲取雷達系統的仿真參數，所述仿真參數信息至少包括：雷達的工作參數以及載機設備的運行參數，其中，所述雷達的工作參數包括以下參數中的一者或多者：天線工作頻率，天線中心視角，發射信號的信號帶寬，發射信號的信號采樣率，發射信號的脈沖重復頻率，發射信號的脈沖寬度，雷達開機工作時間，軌道角動量模式數以及圓環天線半徑，所述軌道角動量大于0；所述載機設備的運行參數至少包括：所述載機設備的飛行速度、飛行高度；

根據獲取的所述仿真參數，確定目標場景區域的場景參數，所述場景參數包括以下參數中的一者或多者：距離向點目標數目，方位向點目標數目，距離向點目標間隔和方位向點目標間隔，各目標散射系數；

根據所述仿真參數和所述場景參數，獲取點目標k在各個采樣時刻的回波信號幅度值和相位值；

根據點目標k在各個采樣時刻的回波信號幅度值和相位值，獲取所述點目標k返回的電磁渦旋合成孔徑雷達仿真回波信號；

其中，所述點目標k在各個采樣時刻的回波信號幅度值包括：各個方位時刻t⁽ⁱ⁾的回波信號幅度值A_k⁽ⁱ⁾；

所述各個采樣時刻的回波信號相位值包括：各個方位時刻t⁽ⁱ⁾和距離時刻τ^(j)的回波信號相位值φ_k^(i,j)；

所述點目標k返回的含有電磁渦旋相位的回波信號為：

S_Echo^(i,j)_k＝A_k⁽ⁱ⁾×exp{φ_k^(i,j)}

其中，i∈[1,N_ver]，j∈[N_min,N_max]，N_ver為方位向采樣點數，[N_min,N_max]為點目標k的距離向回波采樣信號范圍；

所述相位值φ_k^(i,j)為：

其中，R_k⁽ⁱ⁾為t⁽ⁱ⁾時刻載機設備與點目標k的斜距；λ為圓形天線的波長；B_w為信號帶寬；T_r為脈沖寬度；c為光速；α為軌道角動量模式數；為t⁽ⁱ⁾時刻載機設備與點目標k的方位角；所述為：

2.根據權利要求1所述的方法，其特征在于，所述點目標k各個方位時刻t⁽ⁱ⁾的回波信號幅度值A_k⁽ⁱ⁾為：

其中，J_α(·)表示第一類貝塞爾函數，階次為α；K為波數，f_c為天線工作頻率；c為光速；a為圓形天線半徑；為t⁽ⁱ⁾時刻載機設備與點目標k的高度角；σ_k為預設目標散射系數；為天線方向圖權值。

3.根據權利要求2所述的方法，其特征在于，所述為：

H＝R₀·cosθ_L

R₀＝R_ref·sinθ_squint

其中，R_ref為場景中心斜距；a為圓環天線半徑；x_p為根據天線方向圖貝塞爾函數的信號形式確定的主瓣峰值所在位置；K為波數；R_k⁽ⁱ⁾為t⁽ⁱ⁾時刻載機設備與點目標k的斜距；θ_L為天線中心視角。