[發明專利]一種用于SAR成像仿真的復雜目標散射特性快速計算方法

在審

• 申請號: 202111375664.2
• 申請日: 2021-11-19
• 公開（公告）號: CN114167379A
• 公開（公告）日: 2022-03-11
• 發明（設計）人: 張寅;章琪琪;范君杰;閆鈞華
• 申請（專利權）人: 南京航空航天大學
• 主分類號: G01S7/41
• 分類號: G01S7/41;G01S13/90;G06T17/00;G06T17/20
• 代理公司: 江蘇圣典律師事務所 32237
• 代理人: 徐曉鷺

1.一種用于SAR成像仿真的復雜目標散射特性快速計算方法，其特征在于，所述方法包括以下步驟：

步驟1：輸入目標的三角面元模型和觀測參數，生成由波源射向目標的幾何光學射線管以模擬入射電磁波；

步驟2：建立節點塊八叉樹數據結構，識別步驟1中的面元與射線管的相交情況；

步驟3：計算步驟2中面元與射線管的交點，利用Delaunay算法將射線管分裂為匹配目標面元邊界的子三角形射線管，剔除與目標不相交的子射線管；

步驟4：利用幾何光學法得到步驟3中與目標面元相交的子射線管在面元上的反射場，追蹤所有相交子射線管的反射路徑，以該反射射線管作為下一次反射或散射的入射射線管；

步驟5：重復步驟2~4，直至幾何射線管最終離開目標表面進入自由空間或反射次數達到用戶設定的上限，使用物理光學法計算該射線管發生最后一次反射的散射場；將射向目標的所有射線管產生的散射場相加，得到在該入射電磁波參數下目標的散射特性。

2.根據權利要求1所述的一種用于SAR成像仿真的復雜目標散射特性快速計算方法，其特征在于，所述步驟2具體為：

步驟2.1，根據目標的尺寸確定最外層根節點的大小，將根節點對應的空間等分為若干個子節點，將目標結點信息分配到對應的子節點空間中，對每一個子節點空間按照同樣的方式進行劃分，直到劃分的空間達到設定的最小尺寸或該子節點空間中不再含有任何目標結點；

步驟2.2，將射線管中心射線延伸到目標空間，判斷中心射線與根節點是否相交，若相交則遍歷其下一層的所有子節點，逐層地與射線管中心射線進行求交測試，最終確定與射線管中心射線相交的葉節點；

步驟2.3，確定步驟2.2得到的葉節點對應的空間塊及其相鄰空間塊，提取這些空間塊中包含的所有目標結點，并確定結點對應的所有面元的集合。

3.根據權利要求1所述的一種用于SAR成像仿真的復雜目標散射特性快速計算方法，其特征在于，所述步驟3具體為：

步驟3.1，對面元分組，將包含相同節點的面元組成面元集合，選取離場源最近的一個作為反射曲面；

步驟3.2，根據射線管的入射方向，在離反射曲面幾何中心設定距離外且與入射方向垂直處建立射線管劃分的虛擬孔徑面，將步驟3.1中的面元集合投影到虛擬孔徑面上；

步驟3.3，在所述虛擬孔徑面上，計算面元邊投影和射線管邊界的交點并記為點集P₁，射線管投影邊界內的目標結點投影記為P₂，將點集P₁、P₂和射線管投影的三個頂點組成二維點集P；

步驟3.4，使用Delaunay算法將二維點集構造成三角形網格，所述三角形網格即為分裂后射線管的橫截面，通過射線追蹤，即可得到分裂后的射線管。