[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

本發明公開了一種時變等離子鞘套下畸變雷達信號建模方法，解決了傳統雷達信號模型難以對畸變雷達信號受到的調制效應進行仿真和分析的問題，實現過程是：建立時變等離子鞘套的電子密度模型；計算等離子鞘套透射系數及其幅度和相位；計算得到時變等離子鞘套下畸變雷達信號模型；對畸變雷達信號模型進行時頻處理。本發明通過時變等離鞘套下畸變雷達信號的建模和時頻處理，確定了畸變雷達信號幅度和相位的調制情況及其時頻曲線截距和斜率變化。本發明彌補了傳統線性調頻脈沖雷達模型不能體現時變等離子鞘套調制作用不足，為開展畸變雷達信號受到調制作用補償的相關研究奠定基礎，用于電子偵察領域下信號參數估計與研究。

技術領域

本發明屬于電子偵察技術領域，主要涉及時變等離子鞘套下的雷達信號建模，具體是一種時變等離子鞘套下畸變雷達信號的建模方法，用于對等離子鞘套包覆下雷達信號的電子偵察。

背景技術

高超聲速飛行器在穿透大氣層時，由于其表面和空氣的劇烈摩擦使得周圍氣體發生電離作用，形成一層包覆在飛行器表面的等離子體，即等離子鞘套。這一鞘套內部以由電子為主的帶電粒子對電磁波有吸收、反射和散射作用，電磁信號透過等離子鞘套時，其幅度和相位均出現了相應的調制，直接導致電磁波信號的畸變。這種調制對電子偵察雷達信號參數的估計產生了嚴重的干擾，大大降低了估計的準確性，嚴重影響了偵察接收機對敵方信號的捕獲和分析。

現有的工作主要圍繞著兩個方面展開分析，第一個方面是針對穩態等離子鞘套對單頻信號影響及傳統展開分析，通過穩態等離子鞘套對單頻信號影響的研究確定了穩態等離子鞘套對單頻信號的幅度與相位的固定調制作用；第二個方面是針對無等離子鞘套時線性調頻脈沖雷達信號的參數估計展開研究的分析，在不考慮鞘套的調制作用時，通過對復雜的雷達信號進行參數估計確定精度較高的參數估計方法；下面針對上述兩個方面的不足加以說明：

穩態等離子鞘套對單頻信號影響的相關研究考慮了穩態等離子體，但通過對等離子鞘套的進一步深入研究，發現等離子鞘套具有時變特性。該時變特性將會對信號產生更為復雜的幅相調制效應，此外，考慮到雷達信號的特殊性和復雜性，信號是多頻點，甚至調頻或者跳頻的，穩態等離子鞘套對單頻信號影響的相關研究難以體現時變等離子鞘套對雷達信號的調制影響；

現有的傳統雷達信號的建模方法已經十分成熟，但是時變等離子鞘套下的畸變雷達信號幅度和相位受到的調制影響不能僅利用傳統建模方法進行分析。如果僅利用傳統雷達信號模型不能體現等離子鞘套的寄生調制作用，不能夠更準確地對等離子鞘套下的畸變雷達信號進行描述。

因此在對時變等離子鞘套下畸變雷達信號進行分析時，上述方法就不再試用，客觀上需要一種切合實際時變等離子鞘套下畸變雷達信號建模對時變等離子鞘套的調制作用進行分析。

本發明在相關的范圍內搜索和查新沒有發現相應的有關時變等離子鞘套下畸變雷達信號的建模方法的文獻和報道。

發明內容

本發明的目的在于針對現有技術存在的缺陷和需求，提供一種能夠體現時變等離子鞘套對雷達信號影響的時變等離子鞘套下畸變雷達信號建模方法。

為了實現發明目的，本發明采用以下技術方案：

本發明是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)；