基于暗室掃頻獲取目標(biāo)體雷達(dá)散射截面的方法及裝置制造方法
【專利摘要】本發(fā)明公開了一種基于暗室掃頻獲取目標(biāo)體雷達(dá)散射截面的方法及裝置。本發(fā)明中，在預(yù)先設(shè)置的頻率范圍內(nèi)，按照預(yù)先設(shè)置的掃頻頻點(diǎn)，構(gòu)造包含各掃頻頻點(diǎn)的單位目標(biāo)點(diǎn)雷達(dá)散射截面頻域信息序列并進(jìn)行傅里葉逆變換，生成單位目標(biāo)點(diǎn)雷達(dá)散射截面時(shí)域信息并進(jìn)行軟件時(shí)域門處理，形成單位目標(biāo)點(diǎn)雷達(dá)散射截面濾波時(shí)域信息；對(duì)形成的單位目標(biāo)點(diǎn)雷達(dá)散射截面濾波時(shí)域信息進(jìn)行傅里葉變換，獲取單位目標(biāo)點(diǎn)雷達(dá)散射截面濾波頻域信息；依據(jù)獲取的單位點(diǎn)目標(biāo)雷達(dá)散射截面濾波頻域信息，修正預(yù)先獲取的目標(biāo)體雷達(dá)散射截面濾波頻域信息，得到定標(biāo)的目標(biāo)體雷達(dá)散射截面。應(yīng)用本發(fā)明，可以降低定標(biāo)所需的資源開銷、減少定標(biāo)所需的時(shí)間。
【專利說明】基于暗室掃頻獲取目標(biāo)體雷達(dá)散射截面的方法及裝置
【技術(shù)領(lǐng)域】
[0001]本發(fā)明涉及雷達(dá)仿真技術(shù)，尤其涉及一種基于暗室掃頻獲取目標(biāo)體雷達(dá)散射截面(RCS, Radar Cross Section)的方法及裝置。
【背景技術(shù)】
[0002]目標(biāo)體雷達(dá)散射截面(RCS)是定量表征目標(biāo)體對(duì)雷達(dá)照射波產(chǎn)生的散射強(qiáng)弱的物理量，目標(biāo)體RCS可根據(jù)預(yù)先精確確定的定標(biāo)體RCS、不同距離條件下的定標(biāo)常數(shù)和雷達(dá)與定標(biāo)體的回波信號(hào)來確定。隨著電子戰(zhàn)的迅猛發(fā)展，由于隱身技術(shù)能夠有效減小雷達(dá)發(fā)現(xiàn)目標(biāo)體的距離，提升目標(biāo)體的隱身性能，而目標(biāo)體的隱身性能主要取決于目標(biāo)體RCS的大小。因而，以各種方法縮減目標(biāo)體雷達(dá)散射截面，成為隱身技術(shù)研究的主要目的。
[0003]隨著隱身技術(shù)的發(fā)展，各種隱身裝備(目標(biāo)體)的RCS數(shù)值呈現(xiàn)出數(shù)量級(jí)下降趨勢(shì)，這樣，給貫穿隱身裝備研制、生產(chǎn)和試驗(yàn)過程中的RCS測(cè)試定標(biāo)技術(shù)提出了新的挑戰(zhàn)。為了滿足RCS數(shù)值數(shù)量級(jí)下降對(duì)測(cè)試定標(biāo)高精度的要求，要求對(duì)RCS進(jìn)行測(cè)試定標(biāo)時(shí)，需要具有更小的RCS測(cè)試能力、更高的測(cè)量精度和準(zhǔn)確度。也就是說，雷達(dá)散射截面的定標(biāo)是影響RCS測(cè)試精度和準(zhǔn)確度的一個(gè)重要因素。
[0004]現(xiàn)有技術(shù)中，在靜態(tài)(準(zhǔn)動(dòng)態(tài))RCS測(cè)試中，一般采用基于暗室掃頻的方法對(duì)目標(biāo)體雷達(dá)散射截面進(jìn)行定標(biāo)，即采用相對(duì)定標(biāo)法獲取目標(biāo)體雷達(dá)散射截面。相對(duì)定標(biāo)法以一已知散射體(定標(biāo)體)雷達(dá)散射截面為標(biāo)準(zhǔn),對(duì)待測(cè)散射體(目標(biāo)體)RCS進(jìn)行標(biāo)定。其中，已知散射體雷達(dá)散射截面的標(biāo)準(zhǔn)值可通過理論計(jì)算和實(shí)際測(cè)量相結(jié)合的方法得到。
[0005]相對(duì)標(biāo)定法的基礎(chǔ)是雷達(dá)方程，雷達(dá)方程可以表示為目標(biāo)體RCS與定標(biāo)體RCS的比值，公式如下:`
【權(quán)利要求】
1.一種基于暗室掃頻獲取目標(biāo)體雷達(dá)散射截面的方法，該方法包括: 在預(yù)先設(shè)置的頻率范圍內(nèi)，按照預(yù)先設(shè)置的掃頻頻點(diǎn)，構(gòu)造包含各掃頻頻點(diǎn)的單位目標(biāo)點(diǎn)雷達(dá)散射截面頻域信息序列，所述各掃頻頻點(diǎn)的單位目標(biāo)點(diǎn)雷達(dá)散射截面頻域信息相同； 對(duì)構(gòu)造的單位目標(biāo)點(diǎn)雷達(dá)散射截面頻域信息序列進(jìn)行傅里葉逆變換，生成單位目標(biāo)點(diǎn)雷達(dá)散射截面時(shí)域信息，對(duì)生成的單位目標(biāo)點(diǎn)雷達(dá)散射截面時(shí)域信息進(jìn)行時(shí)域門處理，形成單位目標(biāo)點(diǎn)雷達(dá)散射截面濾波時(shí)域信息； 對(duì)形成的單位目標(biāo)點(diǎn)雷達(dá)散射截面濾波時(shí)域信息進(jìn)行傅里葉變換，獲取單位目標(biāo)點(diǎn)雷達(dá)散射截面濾波頻域信息； 依據(jù)獲取的單位點(diǎn)目標(biāo)雷達(dá)散射截面濾波頻域信息，修正預(yù)先獲取的目標(biāo)體雷達(dá)散射截面濾波頻域信息，得到定標(biāo)的目標(biāo)體雷達(dá)散射截面。
2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的方法，其中，利用下述公式對(duì)所述獲取的目標(biāo)體雷達(dá)散射截面濾波頻域信息進(jìn)行修正:
Xfinal (f) =FFT {IFFT (X (f)).Gate (.)}.FFT {IFFT (X0 (f)).Gate (.)} 式中，Xfinai (f)為定標(biāo)的目標(biāo)體雷達(dá)散射截面； x(f)為目標(biāo)體雷達(dá)散射截面頻域信息序列； X0 (f)為單位目標(biāo)點(diǎn)雷達(dá)散射截面頻域信息序列； Gate (.)為時(shí)域門中的門函數(shù)。
3.根據(jù)權(quán)利要求2所述的方法，其中，所述在預(yù)先設(shè)置的頻率范圍內(nèi)，按照預(yù)先設(shè)置的掃頻頻點(diǎn)，構(gòu)造包含各掃頻頻點(diǎn)的單位點(diǎn)目標(biāo)雷達(dá)散射截面頻域信息序列包括: 在空室內(nèi)僅擺放OdBsm金屬球，在預(yù)先設(shè)置的頻率范圍內(nèi)，按照預(yù)先設(shè)置的掃頻頻點(diǎn)，分別采集每一掃頻頻點(diǎn)對(duì)應(yīng)的所述OdB金屬球的金屬球回波信號(hào)復(fù)量； 由各掃頻頻點(diǎn)對(duì)應(yīng)的金屬球回波信號(hào)復(fù)量組成單位點(diǎn)目標(biāo)雷達(dá)散射截面頻域信息序列。
4.根據(jù)權(quán)利要求2所述的方法，其中，獲取所述目標(biāo)體雷達(dá)散射截面濾波頻域信息包括: 在預(yù)先設(shè)置的頻率范圍內(nèi)，按照預(yù)先設(shè)置的掃頻頻點(diǎn)，分別采集空室回波信號(hào)復(fù)量、定標(biāo)體回波信號(hào)復(fù)量以及目標(biāo)體回波信號(hào)復(fù)量； 將采集的每一掃描頻點(diǎn)對(duì)應(yīng)的目標(biāo)體回波信號(hào)復(fù)量與空室回波信號(hào)復(fù)量應(yīng)用于預(yù)先設(shè)置的第一計(jì)算公式，得到目標(biāo)體有效回波信號(hào)復(fù)量序列，將采集的每一掃描頻點(diǎn)對(duì)應(yīng)的定標(biāo)體回波信號(hào)復(fù)量與空室回波信號(hào)復(fù)量應(yīng)用于預(yù)先設(shè)置的第二計(jì)算公式，得到定標(biāo)體有效回波信號(hào)復(fù)量序列； 將得到的目標(biāo)體有效回波信號(hào)復(fù)量序列以及定標(biāo)體有效回波信號(hào)復(fù)量序列應(yīng)用于預(yù)先設(shè)置的相位延遲計(jì)算公式，獲取目標(biāo)體雷達(dá)散射截面頻域信息序列； 對(duì)獲取的目標(biāo)體雷達(dá)散射截面頻域信息序列進(jìn)行傅里葉逆變換，生成目標(biāo)體雷達(dá)散射截面時(shí)域信息，對(duì)生成的目標(biāo)體雷達(dá)散射截面時(shí)域信息進(jìn)行時(shí)域門處理，形成目標(biāo)體雷達(dá)散射截面濾波時(shí)域信息； 對(duì)形成的目標(biāo)體雷達(dá)散射截面濾波時(shí)域信息進(jìn)行傅里葉變換，獲取目標(biāo)體雷達(dá)散射截面濾波頻域信息。
5.根據(jù)權(quán)利要求4所述的方法，其中，所述在預(yù)先設(shè)置的頻率范圍內(nèi)，按照預(yù)先設(shè)置的掃頻頻點(diǎn)，分別采集空室回波信號(hào)復(fù)量、定標(biāo)體回波信號(hào)復(fù)量以及目標(biāo)體回波信號(hào)復(fù)量具體包括: 利用矢量網(wǎng)絡(luò)儀，在預(yù)先設(shè)置的頻率范圍內(nèi)，按照預(yù)先設(shè)置的掃頻頻點(diǎn)，分別采集僅具有空室的空室回波信號(hào)復(fù)量、在空室內(nèi)僅擺放定標(biāo)體的定標(biāo)體回波信號(hào)復(fù)量、以及，在空室內(nèi)僅擺放目標(biāo)體的目標(biāo)體回波信號(hào)復(fù)量，每一掃頻頻點(diǎn)對(duì)應(yīng)一所述空室回波信號(hào)復(fù)量、定標(biāo)體回波信號(hào)復(fù)量以及目標(biāo)體回波信號(hào)復(fù)量。
6.根據(jù)權(quán)利要求5所述的方法，其中，所述第一計(jì)算公式為:
7.根據(jù)權(quán)利要求6所述的方法，其中，所述第二計(jì)算公式為: 式中，<(./:)為掃頻頻點(diǎn)為A時(shí)的定標(biāo)體有效回波信號(hào)復(fù)量，i為掃頻頻點(diǎn)編號(hào)，為自然數(shù)； Us(fi)為掃頻頻點(diǎn)為fi時(shí)的定標(biāo)體回波信號(hào)復(fù)量。
8.根據(jù)權(quán)利要求7所述的方法，其中，所述相位延遲計(jì)算公式為:`繼=繼2—(焉 式中，σ Jfi)為預(yù)先設(shè)置的掃頻頻點(diǎn)為&時(shí)的定標(biāo)體雷達(dá)散射截面頻域信息，i為掃頻頻點(diǎn)編號(hào)，為自然數(shù)； X(fi)為掃頻頻點(diǎn)為A時(shí)的目標(biāo)體雷達(dá)散射截面頻域信息； arg(.)為求相位運(yùn)算； X0 (f) = (X0 (f\)，X0 (f2)，…，X0 (fn))，其中，X。(f\)，X0 (f2)為單位目標(biāo)點(diǎn)雷達(dá)散射截面頻域信息，X0 (fi) =X0 (f2) =...=X0(fn)，η 為掃頻頻點(diǎn)數(shù)；
X(f) = (X(f1),X(f2),...，X(fn))。
9.一種基于暗室掃頻獲取目標(biāo)體雷達(dá)散射截面的裝置，其特征在于，該裝置包括:單位目標(biāo)點(diǎn)構(gòu)造模塊、加窗處理模塊、時(shí)頻域變換模塊以及修正模塊； 單位目標(biāo)點(diǎn)構(gòu)造模塊，用于在預(yù)先設(shè)置的頻率范圍內(nèi)，按照預(yù)先設(shè)置的掃頻頻點(diǎn)，構(gòu)造包含各掃頻頻點(diǎn)的單位目標(biāo)點(diǎn)雷達(dá)散射截面頻域信息序列，所述各掃頻頻點(diǎn)的單位目標(biāo)點(diǎn)雷達(dá)散射截面頻域信息相同； 加窗處理模塊，用于對(duì)構(gòu)造的單位目標(biāo)點(diǎn)雷達(dá)散射截面頻域信息序列進(jìn)行傅里葉逆變換，生成單位目標(biāo)點(diǎn)雷達(dá)散射截面時(shí)域信息，對(duì)生成的單位目標(biāo)點(diǎn)雷達(dá)散射截面時(shí)域信息進(jìn)行時(shí)域門處理，形成單位目標(biāo)點(diǎn)雷達(dá)散射截面濾波時(shí)域信息； 時(shí)頻域變換模塊，用于對(duì)形成的單位目標(biāo)點(diǎn)雷達(dá)散射截面濾波時(shí)域信息進(jìn)行傅里葉變換，獲取單位目標(biāo)點(diǎn)雷達(dá)散射截面濾波頻域信息；修正模塊，用于依據(jù)獲取的單位點(diǎn)目標(biāo)雷達(dá)散射截面濾波頻域信息，修正預(yù)先獲取的目標(biāo)體雷達(dá)散射截面濾波頻域信息，得到定標(biāo)的目標(biāo)體雷達(dá)散射截面。
10.根據(jù)權(quán)利要求9所述的裝置，其特征在于，所述修正模塊利用下述公式對(duì)所述獲取的目標(biāo)體雷達(dá)散射截面濾波頻域信息進(jìn)行修正:
Xfinal (f) =FFT {IFFT (X (f)).Gate (.)}.FFT {IFFT (X0 (f)).Gate (.)} 式中，Xfinai (f)為定標(biāo)的目標(biāo)體雷達(dá)散射截面； x(f)為目標(biāo)體雷達(dá)散射截面頻域信息序列； X0 (f)為單位目標(biāo)點(diǎn)雷達(dá)散射截面頻域信息序列； Gate (.)為時(shí)域門中的門函數(shù)。
【文檔編號(hào)】G01S7/40GK103777185SQ201410019409
【公開日】2014年5月7日 申請(qǐng)日期:2014年1月15日 優(yōu)先權(quán)日:2014年1月15日
【發(fā)明者】陳文強(qiáng), 巢增明 申請(qǐng)人:北京環(huán)境特性研究所