[發明專利]一種微動錐體目標雷達回波信號的仿真方法

有效

• 申請號: 202110406261.3
• 申請日: 2021-04-15
• 公開（公告）號: CN113296065B
• 公開（公告）日: 2023-01-20
• 發明（設計）人: 華煜明;金勝;王洋;朱天林;劉卿;黃璐;張健;王東亞;王玥;降佳偉
• 申請（專利權）人: 中國人民解放軍63921部隊
• 主分類號: G01S7/40
• 分類號: G01S7/40
• 代理公司: 北京理工大學專利中心 11120
• 代理人: 高會允

本發明公開了一種微動錐體目標雷達回波信號的仿真方法，涉及雷達目標特性仿真技術領域，該方法能夠以成本更低、更高效的方式，獲得還原度較高的微動錐體目標雷達回波信號的仿真數據。本發明的技術方案包括如下步驟：設置錐體目標的三維模型。選定用于仿真的雷達信號參數，對錐體目標模型進行電磁仿真計算，改變入射角從0°到180°，按照等間隔采樣進行電磁仿真計算，得到全視角電磁仿真數據。根據微動類型和微動參數，計算雷達發射電磁波對錐體目標入射角變化的時間序列。根據入射角變化時間序列，從全視角電磁仿真數據中抽取對應入射角度的回波數據，按時間順序進行排列得到錐體目標的雷達回波信號的仿真數據。

技術領域

本發明涉及雷達目標特性仿真技術領域，具體涉及一種微動錐體目標雷達回波信號的仿真方法。

背景技術

微動是指目標在飛行過程中出現的小幅度、高頻率、周期性往復運動，例如導彈的自旋、進動和章動均屬于微動，由于微動能夠對雷達信號產生明顯的調制效應，一直被當作目標識別的重要手段。在導彈目標識別技術領域，錐體目標的微動特征一直是研究人員關注的熱點，彈道導彈彈頭及其用于掩護的誘餌通常采用光滑對稱錐體的氣動外形設計。

仿真是開展微動錐體目標雷達回波特性研究的重要途經，現有的仿真方法主要包括兩類，第一類是將目標簡化為由若干理想散射點組成，從而將目標的回波近似為散射點回波信號之和，具體仿真時，通過計算目標微動過程中每個散點的空間位置變化，得到散射點對雷達回波的調制方式，最終獲取微動目標的雷達回波信號仿真數據。此類方法原理簡單，計算量小，但是由于雷達信號與目標的調制機理較為復雜，實際散射中心往往與理想散射點模型存在差異，并且忽略了散射點遮擋、強弱變化等因素，因此這類仿真結果對真實情況的還原度較差。第二類方法首先制作與目標相近的三維數字模型或縮比實物模型，提前設置好目標微動變化的狀態過程，再通過電磁仿真計算或微波暗室照射得到微動目標的雷達回波信號，這種方法還原度較高，但是缺點在于仿真場景設置復雜，仿真過程耗時長、運算量大，需要專業的軟硬件條件支撐，仿真成本較高。

因此目前亟需一種高效、且還原度較高的微動錐體目標雷達回波信號的仿真技術。

發明內容

有鑒于此，本發明提供了一種微動錐體目標雷達回波信號的仿真方法，能夠以成本更低、更高效的方式，獲得還原度較高的微動錐體目標雷達回波信號的仿真數據。

為達到上述目的，本發明的技術方案包括如下步驟：

S1、設置錐體目標的三維模型。

S2、選定用于仿真的雷達信號參數，對錐體目標模型進行電磁仿真計算，改變入射角從0°到180°，按照等間隔采樣進行電磁仿真計算，得到全視角電磁仿真數據。

S3、根據微動類型和微動參數，計算雷達發射電磁波對錐體目標入射角變化的時間序列。

S4、根據入射角變化時間序列，從全視角電磁仿真數據中抽取對應入射角度的回波數據，按時間順序進行排列得到錐體目標的雷達回波信號的仿真數據。

進一步地，設置錐體目標的三維模型，包括設置錐體的高、錐頂球半徑、錐底半徑以及半錐角參數。

進一步地，選定用于仿真的雷達信號參數，對錐體目標模型進行電磁仿真計算，改變入射角從0°到180°，按照等間隔采樣進行電磁仿真計算，得到全視角電磁仿真數據，具體包括：

將用于仿真的雷達信號參數設置為從9GHz至11GHz每隔16MHz一個頻點，改變用于仿真的雷達信號的入射角從0°到180°，按照0.1°采樣間隔進行電磁仿真計算，得到全視角電磁仿真數據。

進一步地，全視角電磁仿真數據為129×1801的復數矩陣，包含了錐體目標在1801個不同入射角條件下的寬帶回波仿真數據，其中每個寬帶回波仿真數據為對應入射角下各頻點回波仿真數據組成的129×1維的復數向量，單個頻點回波仿真數據的實部和虛部則分別表示雷達所在位置的電場強度和磁場強度。