[發(fā)明專利]基于模式濾波的目標散射分離方法

有效

• 申請?zhí)枺?/td>: 202010943150.1
• 申請日: 2020-09-09
• 公開（公告）號: CN112068101B
• 公開（公告）日: 2023-03-14
• 發(fā)明（設計）人: 張帥;周肖;龔書喜;宋子璇;白嬋;柏文泉
• 申請（專利權）人: 西安電子科技大學
• 主分類號: G01S7/41
• 分類號: G01S7/41;G01N27/83
• 代理公司: 陜西電子工業(yè)專利中心 61205
• 代理人: 王品華

1.一種基于模式濾波的目標散射分離方法，其特征在于，包括如下：

(1)對整個散射體的散射場數據進行采樣，得到覆蓋部分球面區(qū)域的散射場數據的遠場方向圖對遠場方向圖進行坐標平移操作和方向圖補零操作，獲得全空間上的遠場方向圖其中，θ為測量空間直角坐標系中的俯仰角，為測量空間直角坐標系中的方位角；

(2)對全空間上的遠場方向圖基于球面波展開，獲得球面波模式展開系數：

(2a)對全空間上的遠場方向圖基于球面波展開，展開表達式為：

其中，s表示出射波，a表示入射波，m為取值為0～∞的模式項標記，n為取值為1～∞的模式項標記,為橫電波TE出射波的m·n項球面波展開系數，為TE入射波的m·n項球面波展開系數，為橫磁波TM出射波的m·n項球面波展開系數，為TM入射波的m·n項球面波展開系數，為m·n項TE出射波模式，為m·n項TE入射波模式，為m·n項TM出射波模式，為m·n項TM入射波模式，j為虛數符號；

(2b)截取上述的球面波展開表達式中的A項和B項，獲得能夠包含待分離目標散射體的完整散射信息遠場方向圖

其中，B＝2^nextpow2(MN)，MN＝[kR₀]+u，A＝2B，u為自設整數，R₀是以測量坐標原點為中心且包圍待分離目標的最小球體的半徑；

(2c)對上述包含待分離目標散射體的完整散射信息遠場方向圖進行處理，獲得TE波的球面波展開系數和TM波的球面波展開系數

其中,i＝s或a，k為波數；

(3)濾除球面波高階模式項，獲得濾波后待分離目標的遠場方向圖

(3a)獲得球面波函數的截斷模式數N₀：N₀＝[kR₁]+v，

其中，[kR₁]為kR₁向上取整的整數，R₁是以待分離目標口徑中心為原點且包圍待分離目標的最小球的半徑，v為自設整數；

(3b)選取模式濾波器Filter(n)，濾除上述TE波的球面波展開系數和TM波的球面波展開系數中的高階模式系數，獲得表征待分離目標的TE波模式系數和TM波模式系數

(3c)截取上述包含待分離目標散射體的完整散射信息遠場方向圖球面波展開表達式中的2N₀²項，獲得濾波后待分離目標的遠場方向圖

(4)獲取整個散射體中的待分離目標的遠場方向圖并將濾波后待分離目標的遠場方向圖和待分離目標在陣中的遠場方向圖進行對比，當兩者的水平截面方向圖曲線或者垂直截面方向圖曲線能夠吻合時，表示成功從整個散射體的散射場中將待分離目標的散射場分離出來。

2.根據權利要求1所述的方法，其特征在于，(1)中對整個散射體的散射場數據進行采樣，其采樣的掃描方式選用平面、柱面、球面中的一種，采樣的區(qū)域選擇近場、準遠場、遠場中的一種。

3.根據權利要求1所述的方法，其特征在于，(1)中對遠場方向圖進行坐標平移操作，是將遠場方向圖平移至待分離目標的口徑中心，獲得平移后的散射場方向圖為表示如下：

其中，(x,y,z)為待分離目標的口徑中心坐標，表示坐標平移的相位，j為虛數符號，k為波數。

4.根據權利要求1所述的方法，其特征在于，(3b)中選擇模式濾波器Filter(n)，是選擇矩形窗、余弦平方窗、漢寧窗、海明窗、布萊克曼窗中的任意一種。

5.根據權利要求1所述的方法，其特征在于，(3b)中獲得表征待分離目標的TE波模式系數表示如下：

其中，Filter(n)為所選模式濾波器，為TE波的球面波展開系數。

6.根據權利要求1所述的方法，其特征在于，(3b)中獲得表征待分離目標的TM波模式系數表示如下：

其中，Filter(n)為所選模式濾波器，為TM波的球面波展開系數。