[發(fā)明專利]一種用于數(shù)學(xué)吸波暗室構(gòu)建的多徑干擾抑制方法及裝置

在審

• 申請?zhí)枺?/td>: 202010564535.7
• 申請日: 2020-06-19
• 公開（公告）號: CN111735996A
• 公開（公告）日: 2020-10-02
• 發(fā)明（設(shè)計(jì)）人: 張帥;呂政良;蘇堯;龔書喜;唐曉斌;周肖;宋子璇
• 申請（專利權(quán)）人: 西安電子科技大學(xué);中國電子科技集團(tuán)公司電子科學(xué)研究院
• 主分類號: G01R1/18
• 分類號: G01R1/18
• 代理公司: 工業(yè)和信息化部電子專利中心 11010
• 代理人: 于金平

本發(fā)明公開了一種用于數(shù)學(xué)吸波暗室構(gòu)建的多徑干擾抑制方法及裝置，本發(fā)明是基于空間位置場源貢獻(xiàn)分離理論的多徑干擾抑制，為實(shí)現(xiàn)無吸波材料環(huán)境下電磁輻射的高精度測量提供核心算法，并且本發(fā)明借助場源貢獻(xiàn)分離理論，可在不改變現(xiàn)有測試設(shè)備的條件下，消除外部測試環(huán)境不理想引起的多徑效應(yīng)影響，從而提高了電磁測量場測試精度。

技術(shù)領(lǐng)域

本發(fā)明涉及電磁技術(shù)領(lǐng)域，特別是涉及一種用于數(shù)學(xué)吸波暗室構(gòu)建的多徑干擾抑制方法及裝置。

背景技術(shù)

對于大型系統(tǒng)級武器裝備而言，開展電磁測量(如大型雷達(dá)天線陣列測量、系統(tǒng)級電磁環(huán)境評估、預(yù)警機(jī)天線綜合布局測試、導(dǎo)彈制導(dǎo)雷達(dá)與彈罩一體化測量)對于高性能裝備研制至關(guān)重要。電磁測量相關(guān)測試環(huán)境可分為室內(nèi)測量和室外測量。室內(nèi)測量主要是通過微波暗室的結(jié)構(gòu)尺寸設(shè)計(jì)，加之選取合適的吸波材料來實(shí)現(xiàn)電磁屏蔽，從而為電磁測量所需的靜區(qū)空間提供保障。室外測量是指在戶外條件下通過其他設(shè)計(jì)方法來消除地面及周圍環(huán)境反射，形成近似的自由空間測試場，主要類型有高架天線測試場、斜天線測試場、反射屏設(shè)計(jì)、地面反射測試場等。

針對室外測量，由于城市環(huán)境電磁環(huán)境惡劣，多徑效應(yīng)不可避免，收發(fā)信號更是常疊加其他用頻干擾，這些都會對輻射測量中方向圖主瓣和低副瓣等造成巨大測試誤差，散射測量更是無法開展。

發(fā)明內(nèi)容

本發(fā)明提供了一種用于數(shù)學(xué)吸波暗室構(gòu)建的多徑干擾抑制方法及裝置，以解決現(xiàn)有技術(shù)中的室外電磁測量無法消除多徑干擾的問題。

第一方面，本發(fā)明提供了一種用于數(shù)學(xué)吸波暗室構(gòu)建的多徑干擾抑制方法，該方法包括：獲取包含有多徑干擾的近場測量數(shù)據(jù)，并對所述近場測量數(shù)據(jù)進(jìn)行預(yù)處理，得到受多徑干擾的遠(yuǎn)場數(shù)據(jù)；對所述遠(yuǎn)場數(shù)據(jù)基于球面波展開，對空間不同位置場源產(chǎn)生的場建立球面波疊加表達(dá)式，根據(jù)球面波函數(shù)的特性進(jìn)行截?cái)啵⒔Y(jié)合坐標(biāo)變換對不同空間位置場源貢獻(xiàn)進(jìn)行分離，得到消除多徑干擾后的遠(yuǎn)場方向圖。

可選地，獲取包含有多徑干擾的近場測量數(shù)據(jù)之前，該方法還包括：確定多徑干擾項(xiàng)及誤差項(xiàng)。

可選地，確定多徑干擾項(xiàng)及誤差項(xiàng)，包括：根據(jù)實(shí)測環(huán)境以及待測目標(biāo)的狀態(tài)參數(shù)確定多徑干擾項(xiàng)，并計(jì)算分析有限掃描面截?cái)嗾`差、探頭位置誤差、系統(tǒng)相位誤差、混疊誤差以及近場幅相隨機(jī)誤差。

可選地，對所述近場測量數(shù)據(jù)進(jìn)行預(yù)處理，得到受多徑干擾的遠(yuǎn)場數(shù)據(jù)，包括：將測量時(shí)的坐標(biāo)原點(diǎn)平移至待測目標(biāo)口徑中心，坐標(biāo)平移前的方向圖函數(shù)為坐標(biāo)原點(diǎn)為掃描面中心點(diǎn)o，坐標(biāo)平移后的方向圖函數(shù)為坐標(biāo)原點(diǎn)為天線口面中心點(diǎn)o₁，為以點(diǎn)o為坐標(biāo)原點(diǎn)的相位方向圖，為單位向量：平移后的方向圖為:得到一個球面上的場強(qiáng)分布，其中，θ為電場矢量與z坐標(biāo)軸的夾角，為電場矢量在xoy面的投影與x坐標(biāo)軸的夾角，為由掃描面坐標(biāo)原點(diǎn)o至天線口面中心點(diǎn)o₁的方向矢量，為單位向量，j為虛數(shù)單位，k為波數(shù)。

可選地，平移方向圖之后，得到一個球面上的場強(qiáng)分布之前，該方法還包括：對平移后的方向圖進(jìn)行補(bǔ)零操作。

可選地，對所述遠(yuǎn)場數(shù)據(jù)基于球面波展開，對空間不同位置場源產(chǎn)生的場建立球面波疊加表達(dá)式，根據(jù)球面波函數(shù)的特性進(jìn)行截?cái)啵⒔Y(jié)合坐標(biāo)變換對不同空間位置場源貢獻(xiàn)進(jìn)行分離，得到消除多徑干擾后的遠(yuǎn)場方向圖，包括：

對帶有多徑效應(yīng)影響的遠(yuǎn)場方向圖進(jìn)行球面波展開，展開表達(dá)式為：得到帶有多徑效應(yīng)影響的遠(yuǎn)場方向圖的球面波展開的模系數(shù)其中，

通過預(yù)設(shè)濾波函數(shù)濾除高階模式，保留模系數(shù)為得消除多徑效應(yīng)影響后的遠(yuǎn)場方向圖

其中，i為虛數(shù)單位，為球面波的TM波模式，s表示出射波，a表示入射波，N為球面波模式項(xiàng)數(shù)，n和m為具體對應(yīng)的模式項(xiàng)標(biāo)記。