[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

本公開涉及一種電磁渦旋合成孔徑雷達回波信號仿真方法及裝置，所述方法包括：獲取雷達系統的仿真參數；根據獲取的所述仿真參數，確定目標場景區域的場景參數；根據所述仿真參數和所述場景參數，獲取電磁渦旋合成孔徑雷達仿真回波信號。本公開提出了一種適用于攜帶有軌道角動量的電磁渦旋波作為雷達發射信號的回波仿真方法，利用本公開的方法能夠準確地描繪出電磁渦旋合成孔徑雷達系統回波信號，為實現電磁渦旋合成孔徑雷達成像處理奠定模型基礎。

技術領域

本公開涉及雷達技術領域，具體地，涉及一種電磁渦旋合成孔徑雷達回波信號仿真方法。

背景技術

合成孔徑雷達(Synthetic Aperture Radar,SAR)衛星近些年來發展迅速，由于SAR衛星不受天氣、地理、時間等因素的限制，能夠對地進行全天時、全天候的觀測，且具有一定的穿透力，因而被廣泛的應用于軍事偵察、地形測繪、資源探測、海洋觀測、生態監測、自然災害監測、快速救援等方面。

合成孔徑雷達仿真技術是一種用仿真的方法來研究SAR系統的技術，它在SAR的研制工作中，具有十分重要的作用。仿真結果的逼真度和仿真運算效率是制約SAR仿真技術實際應用的兩個核心因素，而這兩大要素均與SAR回波仿真這一SAR仿真中的關鍵步驟密切相關。

相關技術中，SAR回波仿真是將普通的雷達電磁信號作為雷達發射信號進行仿真，僅能得到普通的雷達電磁信號的回波信號。

發明內容

本公開的目的是提供一種電磁渦旋合成孔徑雷達回波信號仿真方法，以解決相關技術中的問題。

為了實現上述目的，第一方面，本公開提供一種電磁渦旋合成孔徑雷達回波信號仿真方法，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，發射信號波長，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，獲取電磁渦旋合成孔徑雷達仿真回波信號。

可選地，所述根據所述仿真參數和所述場景參數，獲取含有電磁渦旋相位的回波信號的步驟包括：

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。

可選地，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)}