[發(fā)明專利]用于同時完成多重定標與背景提取測量的定標體設(shè)計方法

有效

• 申請?zhí)枺?/td>: 201810441965.2
• 申請日: 2018-05-10
• 公開（公告）號: CN108627811B
• 公開（公告）日: 2021-08-20
• 發(fā)明（設(shè)計）人: 許小劍;梁麗雅
• 申請（專利權(quán)）人: 北京航空航天大學(xué)
• 主分類號: G01S7/40
• 分類號: G01S7/40
• 代理公司: 北京科迪生專利代理有限責(zé)任公司 11251
• 代理人: 楊學(xué)明;成金玉

本發(fā)明公開了一種用于同時完成多重定標與背景提取測量的定標體設(shè)計及其處理方法。提出了一種定標體的外形設(shè)計，該定標體ECAM是對現(xiàn)有SCAM定標體外形的重要改進：將SCAM外形結(jié)構(gòu)中的圓弧面修改為橢圓弧面，其中橢圓弧面的短軸長度可以根據(jù)實際需求進行調(diào)節(jié)，這樣可以改變ECAM多個可用于目標雷達散射截面(RCS)定標的等效標準散射體的RCS比值，有利于滿足多重定標的需求。基于該定標體ECAM設(shè)計，提出了一種背景輔助測量與提取處理新方法：將ECAM作為輔助測量體進行360°全方位旋轉(zhuǎn)測量，選取ECAM的等效大、小橢球柱所在方位角范圍內(nèi)的測量數(shù)據(jù)，通過同心圓擬合優(yōu)化處理，可得到背景信號B_I(f)和B_Q(f)的精確估計，從而提高后續(xù)背景矢量相減和RCS多重定標處理的精度。

技術(shù)領(lǐng)域

本發(fā)明涉及通信和雷達技術(shù)領(lǐng)域，特別涉及一種目標雷達散射截面(RCS)測量中用于同時完成多重定標處理與背景提取測量的新型定標體外形設(shè)計及其信號處理方法。

背景技術(shù)

雷達散射截面(RCS)作為反映目標電磁特性的重要參數(shù)，在雷達探測與識別、目標隱身與反隱身研究中具有重要地位。定標處理和背景抵消是目標RCS測量中的重要環(huán)節(jié)，在很大程度上影響到測量不確定度以及后續(xù)數(shù)據(jù)處理的有效性。在微波暗室和外場RCS靜態(tài)測量中，一般將被測目標置于低散射支架的轉(zhuǎn)頂上，測量雷達固定不動，支架上的目標作方位旋轉(zhuǎn)，采集旋轉(zhuǎn)目標在不同方位轉(zhuǎn)角下的散射回波并進行定標處理和背景抵消后，得到被測目標的全方位RCS測量數(shù)據(jù)。典型的外場測量幾何關(guān)系如圖1所示。

目標寬帶復(fù)散射函數(shù)定義為：

式中，E_i(f)和E_s(f)分別表示雷達入射場(目標處)和目標散射場(雷達天線處)；它同RCS之間的關(guān)系為

由圖1，定標體和待測目標的接收回波功率均滿足雷達方程(參見文獻E.F.Knott,Radar Cross Section,New York:Van Nostrand Reinhold,1993.)：

式中，P_r,P_t分別為雷達接收和發(fā)射功率；G為天線增益；λ為雷達波長；R為雷達距離；L為雙程傳輸衰減；σ為目標RCS。

目標RCS測量中的定標可以采用相對定標法，即：同時測量一個其理論RCS已知的標準定標體和RCS未知的待測目標，依據(jù)雷達方程(2)，有：

式(3)和(4)中，V_Cr(f),V_Tr(f)分別表示接收機在寬帶RCS測量中收到的定標體回波電壓和被測目標回波電壓；分別表示定標體的理論復(fù)散射函數(shù)和被測目標的寬帶復(fù)散射函數(shù)；f為雷達頻率；c為傳播速度。

由式(3)和(4)，目標復(fù)散射函數(shù)的定標公式為：

式中，為被測目標的復(fù)散射函數(shù)；為被測定標體的理論復(fù)散射函數(shù)，可通過精確數(shù)值計算得到；V_Cr(f),V_Tr(f)分別表示雷達接收機接收到的定標體回波電壓和被測目標回波電壓。

雙重定標技術(shù)的基本思想是：測量兩個其理論RCS值可以精確計算、且兩者差異足夠大的定標體，其中一個定標體作為“主定標體”，用于導(dǎo)出RCS定標的雷達定標函數(shù)；另一個定標體作為“輔助定標體”，用來估計主定標體的不確定度。

假設(shè)兩個定標體，其理論散射函數(shù)分別記為和其測量回波分別記為C_P(f)和C_S(f)，下標P和S分別代表“主定標體”和“輔助定標體”。經(jīng)背景抵消處理后，可以得到兩者的估計值和主定標體的回波估計值同定標函數(shù)H(f)、主定標體散射函數(shù)之間的關(guān)系為：