[發(fā)明專利]基于近場包圍面掃描極化散射數(shù)據(jù)的目標外形反演方法

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• 申請?zhí)枺?/td>: 201811230301.8
• 申請日: 2018-10-22
• 公開（公告）號: CN109633583A
• 公開（公告）日: 2019-04-16
• 發(fā)明（設(shè)計）人: 李永晨;梁子長
• 申請（專利權(quán)）人: 上海無線電設(shè)備研究所
• 主分類號: G01S7/41
• 分類號: G01S7/41;G06F17/16
• 代理公司: 上海元好知識產(chǎn)權(quán)代理有限公司 31323
• 代理人: 張妍

1.一種基于近場包圍面掃描極化散射數(shù)據(jù)的目標外形反演方法，其特征在于，包含以下步驟：

S1、按目標長度方向，構(gòu)建目標近場掃描橢圓柱狀包圍面；

S2、采用兩個正交偶極子作為近場掃描的發(fā)射天線與接收天線，獲取目標橢圓柱狀包圍面上的近場散射函數(shù)的分布數(shù)據(jù)；

S3、計算目標近場散射函數(shù)的分布數(shù)據(jù)的Huynen參數(shù)；

S4、基于Huynen參數(shù)，對目標外形輪廓特征進行反演。

2.如權(quán)利要求1所述的基于近場包圍面掃描極化散射數(shù)據(jù)的目標外形反演方法，其特征在于，所述的S1中，以目標的長度方向的坐標軸為中心軸，形成將目標完全包圍在內(nèi)的橢圓柱狀包圍面，且該橢圓柱狀包圍面的柱體長度大于目標長度，橢圓截面的長半軸和短半軸的長度分別比目標橫截面內(nèi)兩正交方向的最大尺寸的一半長1m。

3.如權(quán)利要求1所述的基于近場包圍面掃描極化散射數(shù)據(jù)的目標外形反演方法，其特征在于，所述的S2中，具體包含以下步驟：

S21、在橢圓柱狀包圍面上，沿包圍面平行于x方向的切向分別放置兩個正交的電類型或磁類型偶極子天線，分別作為發(fā)射偶極子天線和接收偶極子天線；

S22、通過測量獲取目標的后向散射電場或磁場數(shù)據(jù)，進而計算對應(yīng)的散射復(fù)函數(shù)，記為：

其中，p,q＝V,H，分別表示發(fā)射偶極子天線和接收偶極子天線的極化；

V表示垂直極化，方向與橢圓柱狀包圍面的橢圓截面相切；H表示水平極化，方向平行于橢圓柱狀包圍面的柱體軸向；

S23、根據(jù)近場目標散射以及分別設(shè)置發(fā)射偶極子天線和接收偶極子天線的不同極化狀態(tài)，獲取目標橢圓柱狀包圍面上的近場全極化散射函數(shù)的分布數(shù)據(jù)，即目標近場散射矩陣為：

其中，表示沿橢圓柱狀包圍面的橢圓截面的方位角變化；x表示橢圓柱狀包圍面上平行于柱體中心軸的距離變化。

4.如權(quán)利要求3所述的基于近場包圍面掃描極化散射數(shù)據(jù)的目標外形反演方法，其特征在于，所述的S22中，沿橢圓柱狀包圍面的柱體中心軸進行等距離間隔測量，獲取目標的后向散射電場或磁場的縱向數(shù)據(jù)；沿橢圓柱狀包圍面的橢圓截面進行等方位角間隔測量，獲取目標的后向散射電場或磁場的橫向數(shù)據(jù)。

5.如權(quán)利要求3所述的基于近場包圍面掃描極化散射數(shù)據(jù)的目標外形反演方法，其特征在于，所述的S3中，Huynen參數(shù)包括：

m表示最大同極化響應(yīng)幅值；

ψ,τ_m分別表示最大同極化響應(yīng)時橢圓極化基的旋轉(zhuǎn)角與橢圓角，且-90°≤ψ≤90°，-45°≤τ_m≤45°；

ν表示共軛特征值之間的相位差異，且-45°≤ν≤45°；

γ為目標特征角或極化角，表示目標對入射極化的敏感性，且0°≤γ≤45°。

6.如權(quán)利要求5所述的基于近場包圍面掃描極化散射數(shù)據(jù)的目標外形反演方法，其特征在于，所述的S3中，將目標近場散射矩陣S變換為K矩陣，以實現(xiàn)Huynen參數(shù)的快速求解，具體包含以下步驟：

S31、對散射矩陣S變換，得到K矩陣的表達形式為：

其中，表示Kronecker乘積；且：

S32、設(shè)定K矩陣的各個分量，且表示為：

其中，A₀,B₀是取向角不變性參數(shù)；

將K矩陣表示為Huynen參數(shù)ψ,τ_m,ν的歐拉旋轉(zhuǎn)，具體為：

S33、通過對S32中的公式的變量代換，推出通過K矩陣分量快速計算Huynen參數(shù)的表示如下：

其中，參數(shù)L和M的表達方式為：

7.如權(quán)利要求6所述的基于近場包圍面掃描極化散射數(shù)據(jù)的目標外形反演方法，其特征在于，所述的S32中，S_D，U(ψ)，U(τ_m)，U(ν)分別表示為：