[發明專利]一種基于電磁散射驅動的PD引信回波信號分析方法

在審

• 申請號: 202110705977.3
• 申請日: 2021-06-24
• 公開（公告）號: CN113433525A
• 公開（公告）日: 2021-09-24
• 發明（設計）人: 董春雷;孟肖;于宗良;郭立新
• 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
• 代理公司: 西安銘澤知識產權代理事務所(普通合伙) 61223
• 代理人: 高艷輝

本發明公開了一種基于電磁散射驅動的PD引信回波信號分析方法，涉及雷達探測技術領域，將電磁散射計算與信號模型相結合，首先基于雙向射線追蹤技術與半解析思想的混合求解模型獲取海面上方低空目標復合電磁散射數據。然后根據PD引信工作原理，建立PD引信回波信號仿真模型，達到基于物理機理層面的PD引信回波信號仿真的目的，進一步分析了基帶多普勒濾波器輸出的多普勒信號。

技術領域

本發明涉及雷達探測技術領域，特別涉及一種基于電磁散射驅動的PD引信回波信號分析方法。

背景技術

當雷達引信對海背景下目標進行探測時，與目標處在同一分辨單元的海面雜波會和目標散射波一同返回到接收天線，海雜波信息會影響雷達對目標信息的判斷。另外，對于海面上方低空或超低空飛行的目標，其目標回波信號除受到海雜波影響外，還會受到目標與海背景耦合散射回波的影響，并且目標回波很可能被海雜波以及耦合散射信號所掩蓋，降低了雷達對超低空突防目標的探測能力，同時將嚴重影響防空導彈的末制導精度及引信的效能。因此，從電磁波與海面上方低空目標復合場景相互作用的機理出發，建立有效的PD引信回波信號仿真模型，是提取目標回波特征，降低雜波干擾的前提，將為提高目標檢測、制導精度以及引信效能等方面提供理論依據。

脈沖多普勒(PD)引信是一種利用多普勒效應工作的脈沖引信，它集合了脈沖引信所具有的測距和連續波多普勒引信所具有的測速特性，具有較好的抗雜波性能。PD引信通過接收來自目標的載有目標回波信息的射頻脈沖串，并采用一定的處理方式，提取多普勒信息，根據多普勒信號的特征進行目標識別和炸點控制。與傳統的PD引信回波建模方法相比，本申請從電磁波與目標及海面的相互作用機理出發，提出一種基于電磁散射驅動的PD引信回波信號分析方法，將電磁散射計算與信號模型相結合，進一步分析和仿真基帶多普勒濾波器輸出的多普勒信號。

發明內容

本發明的目的在于提供一種基于電磁散射驅動的PD引信回波信號分析方法，將電磁散射計算與信號模型相結合，進一步分析和仿真基帶多普勒濾波器輸出的多普勒信號。

本發明提供了一種基于電磁散射驅動的PD引信回波信號分析方法，包括以下步驟：

基于雙向射線追蹤技術與半解析思想建立多路徑散射模型，對海面上方低空目標復合散射進行類型劃分；

根據劃分的類型進行海面上方低空目標復合電磁散射數據的獲取；

建立PD引信回波信號仿真模型，導入電磁散射數據，進行仿真分析。

進一步地，所述海面上方低空目標復合散射被劃分為：目標散射、海面散射以及海面與目標之間的耦合散射。

進一步地，采用射線追蹤技術確定海面上方低空目標照亮的面元，對于照亮目標面元的遠區高頻散射場，其計算公式如下：

其中，是目標面元表面總場，為單位法矢量，為遠區觀察點，散射方向單位矢量為代表面元坐標。

進一步地，采用半解析的方法求解海面散射的遠區散射場，首先根據粗糙海面雙尺度理論,利用蒙特卡羅方法將海面離散為一系列傾斜面元，假設每個面元上的微粗糙由能夠引起入射電磁波布拉格諧振的毛細波分量構成，則在隨機起伏的傾斜面元上的微粗糙毛細波幾何輪廓確定，其表達式如下：

ζ(ρ_c,t)＝B(k_c)cos(k_c·ρ_c-ω_c t) (2)

利用微擾理論計算每個具有微起伏的傾斜面元電磁散射，其散射系數可以表示為：

其中，k為入射電磁波波數，ε為海面的介電常數，下標p，q代表h水平和v垂直極化，ψ(q_l)是表面毛細波的海譜，q_l是散射矢量在傾斜面元上的投影；