[發明專利]矢量輸運理論計算海背景箔條云散射方法

有效

• 申請號: 201911353359.6
• 申請日: 2019-12-25
• 公開（公告）號: CN111123225B
• 公開（公告）日: 2022-01-04
• 發明（設計）人: 楊程莉;郭立新;左炎春;劉偉;李春詠;駱穎;劉松華
• 申請（專利權）人: 西安電子科技大學
• 主分類號: G01S7/40
• 分類號: G01S7/40;G06F17/16;G06K9/62
• 代理公司: 西安長和專利代理有限公司 61227
• 代理人: 何畏

本發明屬于電子與科學技術領域，公開了一種基于矢量輸運理論預估海背景箔條云散射的方法，根據P?M譜理論建立海面背景模型，與爆炸式箔條云模型復合；利用K?means算法對箔條云數據進行分區處理，并使用矩量法計算各個區域內的衰減系數；基于最小二乘法與KD樹算法，計算海面各處法向量并保存，用以計算海面的散射方向；將入射能量等效為光子，并對其從發射到接收的過程進行追蹤，對復合模型進行Stokes矢量的計算求解獲得模型的雷達散射截面積，對所有分量分析還可獲得模型的極化特性。本發明解決了現有技術中大體量箔條云雷達散射截面計算效率低的問題；也解決了箔條云與海面背景的復合雷達散射截面的計算問題。

技術領域

本發明屬于電子科學與技術領域，尤其涉及一種基于矢量輸運理論預估海背景箔條云散射特性的方法。

背景技術

目前，最接近的現有技術：現在電磁戰中，箔條作為無源干擾的措施歷史悠久，具有成本低，效果好，制作簡易等特點。主要在敵我雙方電子對抗中用于干擾偵察裝備的雷達，在世界各國防御中發揮著至關重要的作用。箔條干擾技術是通過在空間中釋放大體量箔條，致使敵方雷達獲得的回波與目標真實的回波之間的差異較大，從而敵方雷達不能準確和快速識別目標。這種干擾方式不需要預先了解敵方雷達的特性，通用性較強，其對雷達的干擾主要有兩種方式，一是通過干擾物產生回波、掩蓋目標的真實回波，二是設置干擾物空間位置和結構，使他的回波與真實的目標回波相似，來誘騙敵方雷達對目標的偵察判斷。

目前，對箔條云雷達散射截面的計算主要使用半實物仿真方法、數值算法、獨立散射方法、基于單箔條的散射截面的統計疊加方法。半實物仿真方法采用部分實際數據作為仿真的一部分，能夠獲得更加貼近實際情況的模擬結果，是一種比較可靠的仿真技術，從提出開始，就被廣泛應用在系統研制和模擬實驗中；數值算法(矩量法等)是求解Maxwell方程組的積分或微分形式實現箔條云團雷達散射截面的計算；獨立散射方法是基于單根箔條的全空間散射特性，通過旋轉變換和非相干統計疊加實現箔條云團雷達散射截面計算，當然，也有很多研究是基于實測結果展開進一步分析，通過大量實驗來實現箔條云團雷達散射截面的預估和特性研究。

綜上所述，箔條云團雷達散射計算(預估)技術存在幾個顯著的不足：首先，基于數值算法的箔條云雷達散射截面計算雖然精確，但由于計算資源的限制和需要求解的未知數數量巨大，致使數值算法無法計算大規模箔條云的雷達散射截面，便無法獲得其電磁散射特性，進而無法獲得干擾或識別的最佳處理方式。其次，基于實測結果的箔條云團雷達散射截面計算具有一定的現實意義，但室外環境測量時，各種環境因素都會對實驗結果造成影響，無法窮盡除實驗外的其他可能情況，且實驗成本過高，無法進行大量實驗從而獲得統計結果，導致實測結果很難進行推廣，再次，基于獨立散射的箔條云團雷達散射截面計算雖然預估速度很快，但由于箔條之間存在電磁耦合，而獨立散射方法卻忽略箔條間的多次耦合，使之計算結果的可信度較低。

綜上所述，現有技術存在的問題是：

(1)現有技術箔條云團雷達散射預估技術存在基于數值算法的箔條云雷達散射截面計算雖然精確，但由于計算資源的限制和需要求解的未知數數量巨大，致使數值算法無法計算大規模箔條云的雷達散射截面。

(2)現有技術箔條云團雷達散射預估技術存在無法窮盡除實驗外的其他可能情況，實測結果很難進行推廣。

(3)現有技術箔條云團雷達散射預估技術存在由于箔條之間存在電磁耦合，而獨立散射方法卻忽略箔條間的多次耦合，使之計算結果的可信度較低。

解決上述技術問題的難度：如何在考慮箔條間耦合與箔條云與海面耦合的情況下實現快速多極化計算是一個主要的難題。

解決上述技術問題的意義：實現海面背景中箔條云團雷達散射截面的快速計算，可有效促進箔條云在海戰場中的使用和干擾效能提升，同時為大規模電小散射體電磁計算提供一種快速高效計算方法。

發明內容

針對現有技術存在的問題，本發明提供了一種基于矢量輸運理論預估海背景箔條云散射的方法。