[發明專利]時變等離子鞘套下畸變雷達信號建模方法

有效

• 申請號: 201910626458.0
• 申請日: 2019-07-11
• 公開（公告）號: CN110531346B
• 公開（公告）日: 2023-06-30
• 發明（設計）人: 沈方芳;丁懿;白博文;張中道;陳旭陽;劉彥明;李小平
• 申請（專利權）人: 西安電子科技大學
• 主分類號: G01S13/00
• 分類號: G01S13/00;G01S7/02;G01S7/28
• 代理公司: 陜西電子工業專利中心 61205
• 代理人: 程曉霞;王品華

1.一種時變等離子鞘套下畸變雷達信號建模方法,其特征在于，時變等離子鞘套下的雷達信號建模方法包含有如下步驟：

S1：建立t時刻時變等離子鞘套的電子密度模型：輸入飛行器表面非均勻等離子鞘套厚度Z、等離子鞘套分層總數M與等離子鞘套各分層厚度d_m，m為等離子鞘套分層序號m＝1、2、3....M，時變等離子鞘套持續時間T，峰值電子密度Ne_peak，等離子體振蕩頻率f₁，根據等離子鞘套電子密度沿飛行器表面服從雙高斯分布，第一高斯函數影響參數c₁和第二高斯函數影響參數c₂，沿時間方向服從正弦分布的分布規律，確定時變等離子鞘套的電子密度分布函數，建立一個時變等離子鞘套電子密度模型Ne_dyn(z,t)；

S2：計算等離子鞘套透射系數T_dyn(t,f₀)及透射系數的幅度|T_dyn(t,f₀)|和相位φ(t,f₀)：輸入輸入雷達信號的載波頻率f₀，電子質量m_e，時變等離子鞘套的電子碰撞頻率v_en，透射介質中的本征波阻抗z_M+1、入射介質的本征波阻抗z₀，利用時變等離子鞘套電子密度模型Ne_dyn(z,t)，通過等效傳輸線法計算得到等離子鞘套的時變透射系數T_dyn(t,f₀)及透射系數的幅度|T_dyn(t,f₀)|和相位φ(t,f₀)；計算得到時變等離子鞘套透射系數T_dyn(t,f₀)，包括有如下步驟：

2.1)計算第m層的時變等離子體特征頻率ω_p(t,z_m)：由時變等離子鞘套電子密度模型Ne_dyn(z,t)，確定第m層的時變等離子體特征頻率ω_p(t,z_m)；

2.2)計算第m層的時變等離子鞘套復介電常數ε(t,z_m,f₀)，由第m層的時變等離子鞘套特征頻率ω_p(t,z_m)、及雷達信號的載波頻率f₀，確定第m層的時變等離子鞘套復介電常數ε(t,z_m,f₀)；

2.3)計算第m層等離子鞘套的時變傳輸常數k(t,z_m,f₀)和等離子鞘套的時變阻抗Z(z_m,t,f₀)：由第m層等離子鞘套的時變復介電常數ε(t,z_m,f₀)，確定第m層時變等離子鞘套的傳輸常數k(t,z_m,f₀)和時變等離子鞘套的阻抗Z(z_m,t,f₀)；

2.4)計算第m層的時變等離子鞘套傳輸矩陣：由第m層的等離子鞘套分層厚度d_m、時變等離子鞘套的傳輸常數k(t,z_m,f₀)和時變等離子鞘套的阻抗Z(z_m,t,f₀)根據微波原理的傳輸矩陣構造，通過三角函數關系得到第m層的時變等離子鞘套傳輸矩陣：

2.5)計算時變等離子鞘套的總傳輸矩陣，由第m層的傳輸矩陣，遍歷等離子鞘套的全部分層個數M，得到時變等離子鞘套任意層的傳輸矩陣，對全部傳輸矩陣進行乘積運算，確定時變等離子鞘套的總傳輸矩陣：

2.6)計算時變等離子鞘套的透射系數T_dyn(t,f₀)：輸入透射介質中的本征波阻抗z_M+1、入射介質的本征波阻抗z₀，利用時變等離子鞘套的總傳輸矩陣，通過等效傳輸線法計算得到時變等離子鞘套的透射系數T_dyn(t,f₀)；

2.7)計算時變等離子鞘套透射系數T_dyn(t,f₀)的幅度|T_dyn(t,f₀)|和相位φ(t,f₀)：由時變等離子鞘套的透射系數T_dyn(t,f₀)進行取模值運算和相位項提取運算得到透射系數的幅度|T_dyn(t,f₀)|和相位φ(t,f₀)；

S3：計算得到時變等離子鞘套下畸變雷達信號模型R_dyn(t)；輸入雷達信號的振幅A，雷達信號的調頻率k和雷達信號的脈沖寬度T_P，且脈沖寬度T_P與時變等離子鞘套持續時間T相同，信號與等離子鞘套的持續時間相同均為t，利用等離子鞘套的透射系數的的幅度|T_dyn(t,f₀)|和相位φ(t,f₀)與線性調頻脈沖信號模型，得到幅度和相位受到時變等離子鞘套寄生調制作用的畸變雷達信號模型R_dyn(t)；

S4：對畸變雷達信號模型R_dyn(t)進行時頻處理：通過wigner變換方法對畸變雷達信號模型R_dyn(t)的時頻圖進行特性分析，確定等離子鞘套對雷達信號的影響。