[發(fā)明專利]等離子鞘套下高速飛行器平臺合成孔徑雷達(dá)成像方法

在審

• 申請?zhí)枺?/td>: 202111253022.5
• 申請日: 2021-10-27
• 公開（公告）號: CN113933840A
• 公開（公告）日: 2022-01-14
• 發(fā)明（設(shè)計）人: 宋黎浩;白博文;李小平;劉彥明;牛戈釗;丁懿
• 申請（專利權(quán)）人: 西安電子科技大學(xué)
• 主分類號: G01S13/90
• 分類號: G01S13/90
• 代理公司: 西安知誠思邁知識產(chǎn)權(quán)代理事務(wù)所(普通合伙) 61237
• 代理人: 李冰

本發(fā)明公開了一種等離子鞘套下高速飛行器平臺合成孔徑雷達(dá)成像方法，包括：根據(jù)等離子鞘套流場分布特性進(jìn)行等離子鞘套建模；將等離子鞘套模型由內(nèi)向外均分為M?1層等離子體，并確定其中每一層等離子體的傳播矢量以及散射矩陣；根據(jù)等離子鞘套中每一層等離子體的傳播矢量以及散射矩陣，計算等離子鞘套的總透射系數(shù)；基于沒有等離子鞘套時的高速飛行器平臺合成孔徑雷達(dá)信號，根據(jù)等離子鞘套的總透射系數(shù)，得到耦合等離子鞘套效應(yīng)的高速飛行器平臺合成孔徑雷達(dá)信號；利用耦合等離子鞘套效應(yīng)的高速飛行器平臺合成孔徑雷達(dá)信號進(jìn)行成像，所得成像結(jié)果更真實(shí)，成像誤差小。

技術(shù)領(lǐng)域

本發(fā)明屬于合成孔徑雷達(dá)成像領(lǐng)域，涉及一種等離子鞘套下高速飛行器平臺合成孔徑雷達(dá)成像方法。

背景技術(shù)

高速飛行器平臺以高超聲速飛行時，會給高速飛行器平臺合成孔徑雷達(dá)(SAR)成像帶來新的挑戰(zhàn)。高超聲速飛行的飛行速度一般超過15Mach甚至25Mach，然而，高速飛行器平臺在飛行過程中與空氣劇烈摩擦，從而使飛行器頭部的溫度達(dá)到幾千度，空氣分子的振動能被激發(fā)從而產(chǎn)生離解、電離，這些帶電的自由電子、離子以及中性粒子包覆在飛行器表面，形成等離子鞘套。等離子鞘套可以由其內(nèi)部的電子密度和碰撞頻率參數(shù)，以及相應(yīng)的空間和時間變化特征描述，與飛行軌跡機(jī)動變化、飛行姿態(tài)攻角變化、防熱材料燒蝕、大氣環(huán)境變化有關(guān)。

等離子鞘套是一種復(fù)雜介質(zhì)，會給SAR信號造成嚴(yán)重的幅相畸變，對高速飛行器平臺SAR成像造成嚴(yán)重的影響。但是，現(xiàn)有的高速飛行器平臺SAR成像模型僅僅考慮高速對高速飛行器平臺SAR成像的影響，忽略了高速飛行器飛行時產(chǎn)生的等離子體鞘套對SAR成像的影響。如果僅僅利用傳統(tǒng)SAR成像模型處理等離子鞘套環(huán)境下的高速飛行器平臺SAR成像，會產(chǎn)生嚴(yán)重的誤差，導(dǎo)致成像不準(zhǔn)確。

發(fā)明內(nèi)容

本發(fā)明實(shí)施例的目的在于提供一種等離子鞘套下高速飛行器平臺合成孔徑雷達(dá)成像方法，以解決現(xiàn)有的高速飛行器平臺SAR成像模型忽略了高速飛行器飛行時產(chǎn)生的等離子體鞘套對SAR成像的影響，導(dǎo)致高速飛行器平臺SAR成像產(chǎn)生嚴(yán)重誤差的問題。

本發(fā)明實(shí)施例所采用的技術(shù)方案是：一種等離子鞘套下高速飛行器平臺合成孔徑雷達(dá)成像方法，包括：

根據(jù)等離子鞘套流場分布特性進(jìn)行等離子鞘套建模；

將等離子鞘套模型由內(nèi)向外均分為M-1層等離子體，并確定其中每一層等離子體的傳播矢量以及散射矩陣；

根據(jù)等離子鞘套中每一層等離子體的傳播矢量以及散射矩陣，計算等離子鞘套的總透射系數(shù)；

基于沒有等離子鞘套時的高速飛行器平臺合成孔徑雷達(dá)信號，根據(jù)等離子鞘套的總透射系數(shù)，得到耦合等離子鞘套效應(yīng)的高速飛行器平臺合成孔徑雷達(dá)信號；

利用耦合等離子鞘套效應(yīng)的高速飛行器平臺合成孔徑雷達(dá)信號進(jìn)行成像。

進(jìn)一步的，等離子鞘套中每一層等離子體的傳播矢量按照以下步驟計算：

等離子鞘套電子密度的分布為：

其中，N_e(z)為等離子鞘套電子密度的均值，將等離子鞘套模型由內(nèi)向外均分為M-1層等離子體薄層時，對應(yīng)將連續(xù)的等離子鞘套電子密度N_e(z)分成了M-1層，每一層等離子體的電子密度為N_e,n；Ne_peak為等離子鞘套電子密度的峰值，z_peak為等離子鞘套電子密度的峰值位置，z為空間坐標(biāo)，c₁和c₂是輪廓參數(shù)；

等離子鞘套中每一層等離子體的頻率為：