[發明專利]基于模式濾波的目標散射分離方法

有效

• 申請號: 202010943150.1
• 申請日: 2020-09-09
• 公開（公告）號: CN112068101B
• 公開（公告）日: 2023-03-14
• 發明（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: 陜西電子工業專利中心 61205
• 代理人: 王品華

本發明提出了一種基于模式濾波的目標散射分離方法，主要解決現有技術無法通過單頻點測量對目標各區域散射進行精確分離的問題。其實現方案是：獲取整個散射體的全空間的場數據并進行預處理；對全空間上的遠場方向圖基于球面波展開，獲得球面波模式系數；通過模式濾波器將球面波模式系數中的高階模式項濾除，最終獲得濾波后的整個散射體各區域的散射場。本發明由于僅需要整個散射體的單頻點散射數據，因而能從UHF/VHF這些絕對帶寬窄的測量場景中分離出整個散射體的各區域的散射場，同時提高了各區域的散射測量效率。可用于目標分區域散射測量。

技術領域

本發明屬于電磁技術領域，特別涉及一種目標散射分離方法，可用于目標分區域散射測量。

背景技術

通過對飛機的散射測量是判斷飛機機身涂層故障的主要方法之一，飛機在執行一次飛行任務后可能會造成某一部位涂層損傷，導致散射性能變化，傳統上可以對機身進行區域劃分，分多次對上述區域進行檢測，分別對比執行任務前后的各區域的散射性能，以判斷涂層的損傷區域。然而這種方法可能會在拆卸和運輸檢測過程中造成二次損傷。當在室外測量散射時，會由于電磁環境惡劣形成巨大測量誤差。

例如，申請公布號為CN201910767035.0，名稱為“一種時域門變換方法和裝置”的專利申請，公開了一種用于分離并去除目標區域外雜散影響的方法，該方法主要基于時域門技術，通過采集待測目標的頻域RCS數據，依據頻域時域變換方法將所述頻域RCS數據轉換為時域RCS數據，獲取用于時域選通的時域門函數，將所述時域門函數施加在所述時域RCS數據得到時域選通數據，依據時域頻域變換方法將所述時域選通數據轉換為頻域數據，對所述頻域數據進行重歸一化處理以去除數據走樣，但該技術需要寬頻帶電磁測量數據才能分離并去除目標區域外雜散影響，分離效果受到測量帶寬的影響，特別是對于UHF/VHF這些絕對帶寬較窄的測量場景，很難分離目標區域外的雜散影響。

發明內容

本發明的目的在于克服上述現有技術的缺陷，提出一種基于模式濾波的目標散射分離方法，旨在解決通過單頻點測量對目標各區域散射進行精確分離的問題，同時提高各區域的散射測量效率。

為實現上述目的，本發明采取的技術方案包括如下步驟：

(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展開，獲得TE波的球面波展開系數和TM波的球面波展開系數