本發(fā)明屬于雷達(dá)技術(shù)領(lǐng)域，特別涉及一種飛行目標(biāo)的雷達(dá)回波推演方法，適用于彈道導(dǎo)彈雷達(dá)目標(biāo)的回波獲取。

背景技術(shù)：

隨著目標(biāo)的飛行，飛行目標(biāo)相對(duì)于雷達(dá)的姿態(tài)角在不斷變化，只要稍微變動(dòng)飛行目標(biāo)的觀察角，就會(huì)引起雷達(dá)回波較大的變化。但有時(shí)為了估算雷達(dá)作用距離、估計(jì)飛行目標(biāo)大小形狀以及設(shè)計(jì)雷達(dá)照射目標(biāo)的發(fā)射功率，必須利用相當(dāng)準(zhǔn)確的飛行目標(biāo)回波；現(xiàn)階段獲取飛行目標(biāo)回波的主要方法包括直接觀測(cè)和軟件模擬。

直接觀測(cè)是雷達(dá)探測(cè)飛行目標(biāo)并直接接收回波，雷達(dá)發(fā)射電磁波碰觸到飛行目標(biāo)反射電磁波，雷達(dá)接收端接收電磁波回波；如果觀測(cè)的飛行目標(biāo)體積較小、移動(dòng)速度較快或飛行目標(biāo)姿態(tài)變化較快，飛行目標(biāo)反射的電磁波較弱，普通雷達(dá)接收的回波很難辨別飛行目標(biāo)每個(gè)散射中心；因此，使用直接觀測(cè)要接收到準(zhǔn)確的雷達(dá)回波需要極其精確的雷達(dá)發(fā)射及接收設(shè)備，觀測(cè)成本極大，而且實(shí)際觀測(cè)還會(huì)夾雜一些不可避免的噪聲。

軟件模擬是直接用MATLAB仿真軟件編程模擬雷達(dá)回波，根據(jù)雷達(dá)觀測(cè)原理建模，設(shè)置雷達(dá)入射參數(shù)和飛行目標(biāo)參數(shù)并大致仿真雷達(dá)回波；軟件模擬這種方法忽略了飛行目標(biāo)的姿態(tài)變化，而實(shí)際情況中處于運(yùn)動(dòng)狀態(tài)的目標(biāo)，其三維姿態(tài)視角一直在變化，由于飛行目標(biāo)的各向異性，使得雷達(dá)回波會(huì)因視角變化而變化；因此，軟件模擬這種方法獲取的雷達(dá)回波不能完全反應(yīng)飛行目標(biāo)的特性，如其散射中心的各向異性、各散射中心的位置等。

若結(jié)合直接觀測(cè)和軟件模擬兩種方法，必須合理處理觀測(cè)數(shù)據(jù)，準(zhǔn)確估計(jì)飛行目標(biāo)的散射中心模型，目前準(zhǔn)確估計(jì)飛行目標(biāo)的散射中心模型方法為擬牛頓法，該擬牛頓法通過(guò)擴(kuò)大每個(gè)空間位置上的散射函數(shù)構(gòu)建超完備基，相當(dāng)于進(jìn)行基向量的疊加，然后通過(guò)稀疏變換構(gòu)架求取各個(gè)基向量的系數(shù)，進(jìn)而估計(jì)每個(gè)飛行目標(biāo)的散射中心模型幅度和相位模型參數(shù)，但該方法需要構(gòu)建并求解大型矩陣，工作量極大，且需要散射點(diǎn)坐標(biāo)位置的先驗(yàn)信息進(jìn)行分塊，使得容易錯(cuò)失真正的散射點(diǎn)位置。

技術(shù)實(shí)現(xiàn)要素：

針對(duì)上述已有技術(shù)的不足，本發(fā)明的目的在于提出一種飛行目標(biāo)的雷達(dá)回波推演方法，該種飛行目標(biāo)的雷達(dá)回波推演方法利用寬帶雷達(dá)觀測(cè)目標(biāo)的暗室數(shù)據(jù)，并通過(guò)分離相位和幅度信息估計(jì)飛行目標(biāo)的散射中心模型，進(jìn)而獲取飛行目標(biāo)回波，減少了運(yùn)算量。

為實(shí)現(xiàn)上述技術(shù)目的，本發(fā)明采用如下技術(shù)方案予以實(shí)現(xiàn)。

一種飛行目標(biāo)的雷達(dá)回波推演方法，包括以下步驟：

步驟1，確定寬帶雷達(dá)，所述寬帶雷達(dá)的檢測(cè)范圍內(nèi)包含觀測(cè)目標(biāo)，且所述寬帶雷達(dá)接收檢測(cè)范圍內(nèi)觀測(cè)目標(biāo)的回波，所述觀測(cè)目標(biāo)的回波中包含P個(gè)徙動(dòng)散射中心，同時(shí)P個(gè)徙動(dòng)散射中心的運(yùn)動(dòng)軌跡為圓環(huán)軌跡，分別計(jì)算得到P個(gè)徙動(dòng)散射中心的回波模型和P個(gè)徙動(dòng)散射中心的徑向距離像R(ρ,θ)；其中，f表示寬帶雷達(dá)的發(fā)射信號(hào)頻率，θ表示寬帶雷達(dá)的發(fā)射信號(hào)在觀測(cè)目標(biāo)連體坐標(biāo)系中的入射角，ρ表示觀測(cè)目標(biāo)回波的徑向距離像；

步驟2，根據(jù)P個(gè)徙動(dòng)散射中心的徑向距離像R(ρ,θ)，計(jì)算得到N′個(gè)入射角的觀測(cè)目標(biāo)回波的頻率導(dǎo)向矩陣A，然后分別計(jì)算以寬帶雷達(dá)的發(fā)射信號(hào)在觀測(cè)目標(biāo)連體坐標(biāo)系中的入射角θ為自變量的第p個(gè)徙動(dòng)散射中心的徑向距離函數(shù)ρ_p(θ)，和以寬帶雷達(dá)的發(fā)射信號(hào)在觀測(cè)目標(biāo)連體坐標(biāo)系中的入射角θ為自變量的第p個(gè)徙動(dòng)散射中心的高斯函數(shù)s_p(θ)，進(jìn)而分別計(jì)算以寬帶雷達(dá)的發(fā)射信號(hào)在觀測(cè)目標(biāo)連體坐標(biāo)系中的入射角θ為自變量的第p個(gè)徙動(dòng)散射中心的徑向距離優(yōu)化函數(shù)和以寬帶雷達(dá)的發(fā)射信號(hào)在觀測(cè)目標(biāo)連體坐標(biāo)系中的入射角θ為自變量的第p個(gè)徙動(dòng)散射中心的優(yōu)化高斯函數(shù)其中，

p∈{1,2,…,P}，P表示寬帶雷達(dá)檢測(cè)范圍內(nèi)的觀測(cè)目標(biāo)包含的徙動(dòng)散射中心個(gè)數(shù)；

步驟3，分別確定觀測(cè)目標(biāo)的自旋頻率為ω_S，觀測(cè)目標(biāo)的章動(dòng)頻率為ω_N，觀測(cè)目標(biāo)的進(jìn)動(dòng)頻率為ω_P，觀測(cè)目標(biāo)的自旋軸與章動(dòng)軸之間的夾角為ψ，觀測(cè)目標(biāo)的章動(dòng)軸與進(jìn)動(dòng)軸之間的夾角為β，進(jìn)而計(jì)算寬帶雷達(dá)視線(xiàn)在連體坐標(biāo)系中的俯仰角的補(bǔ)角θ′(t)，t為時(shí)間變量；

步驟4，根據(jù)寬帶雷達(dá)視線(xiàn)在連體坐標(biāo)系中的俯仰角的補(bǔ)角θ′(t)、以寬帶雷達(dá)的發(fā)射信號(hào)在觀測(cè)目標(biāo)連體坐標(biāo)系中的入射角θ為自變量的第p個(gè)徙動(dòng)散射中心的徑向距離優(yōu)化函數(shù)和以寬帶雷達(dá)的發(fā)射信號(hào)在觀測(cè)目標(biāo)連體坐標(biāo)系中的入射角θ為自變量的第p個(gè)徙動(dòng)散射中心的優(yōu)化高斯函數(shù)計(jì)算得到觀測(cè)目標(biāo)的飛行回波s_r。

本發(fā)明與現(xiàn)有方法相比具有以下優(yōu)點(diǎn)：

1)與寬帶雷達(dá)直接觀測(cè)方法相比，本發(fā)明減少了實(shí)際的探測(cè)，通過(guò)觀測(cè)目標(biāo)的回波獲得觀測(cè)目標(biāo)的回波每個(gè)散射中心的電磁散射模型參數(shù)后，加上高速運(yùn)動(dòng)調(diào)制和寬帶雷達(dá)信道調(diào)制后就能夠根據(jù)給定的任意電波入射角來(lái)產(chǎn)生觀察目標(biāo)的飛行回波。

2)在估計(jì)散射中心模型參數(shù)時(shí)，與擬牛頓算法相比，本發(fā)明方法不需要散射點(diǎn)位置先驗(yàn)信息，利用高分辨率距離像分離了各散射中心幅度和相位信息，減少了運(yùn)算量并能夠更準(zhǔn)確估計(jì)參數(shù)；

3)與用半徑遞歸算法估計(jì)參數(shù)相比，本發(fā)明方法不需要關(guān)注非散射點(diǎn)區(qū)域，分別估計(jì)徑向距離角度依賴(lài)關(guān)系和幅度大小角度依賴(lài)關(guān)系，能夠直接求取散射點(diǎn)在連體坐標(biāo)系中的坐標(biāo)和移動(dòng)半徑。

附圖說(shuō)明

下面結(jié)合附圖和具體實(shí)施方式對(duì)本發(fā)明作進(jìn)一步詳細(xì)說(shuō)明。

圖1是本發(fā)明的一種飛行目標(biāo)的雷達(dá)回波推演方法流程圖；

圖2是觀測(cè)目標(biāo)的P個(gè)徙動(dòng)散射中心在連體坐標(biāo)系的位置分布示意圖；

圖3是觀測(cè)目標(biāo)擬規(guī)則進(jìn)動(dòng)的模型示意圖；

圖4是電磁仿真軟件CST Studio中椎體彈頭觀測(cè)目標(biāo)模型示意圖；

圖5是椎體彈頭觀測(cè)目標(biāo)模型電磁數(shù)據(jù)的高分辨率距離圖；

圖6a是寬帶雷達(dá)視線(xiàn)在連體坐標(biāo)系中的方位角隨時(shí)間變化的示意圖；

圖6b是寬帶雷達(dá)視線(xiàn)在連體坐標(biāo)系中的俯仰角補(bǔ)角隨時(shí)間變化的示意圖；

圖7是使用本發(fā)明方法得到的觀測(cè)目標(biāo)距離像序列圖；

圖8是擬規(guī)則運(yùn)動(dòng)觀測(cè)目標(biāo)距離像序列圖；

圖9是開(kāi)窗椎體觀測(cè)目標(biāo)模型示意圖；

圖10是使用本發(fā)明方法得到的觀測(cè)目標(biāo)距離像序列圖；

圖11是使用本發(fā)明方法得到的進(jìn)動(dòng)開(kāi)窗椎體觀測(cè)目標(biāo)的實(shí)際距離像序列圖。

具體實(shí)施方式

參照?qǐng)D1，為本發(fā)明的一種飛行目標(biāo)的雷達(dá)回波推演方法流程圖；所述飛行目標(biāo)的雷達(dá)回波推演方法，包括以下步驟：

步驟1，確定寬帶雷達(dá)，寬帶雷達(dá)所述寬帶雷達(dá)是帶寬為[1G,4G]范圍內(nèi)的雷達(dá)，所述寬帶雷達(dá)的檢測(cè)范圍內(nèi)包含觀測(cè)目標(biāo)，且所述寬帶雷達(dá)接收檢測(cè)范圍內(nèi)觀測(cè)目標(biāo)的回波，所述觀測(cè)目標(biāo)的回波中包含P個(gè)徙動(dòng)散射中心，同時(shí)P個(gè)徙動(dòng)散射中心的運(yùn)動(dòng)軌跡為圓環(huán)軌跡，計(jì)算得到P個(gè)徙動(dòng)散射中心的回波模型所述P個(gè)徙動(dòng)散射中心的回波模型為N×N′維矩陣，其中第n′列表示寬帶雷達(dá)的發(fā)射信號(hào)在觀測(cè)目標(biāo)連體坐標(biāo)系中的第n′個(gè)入射角θ_n′時(shí)的觀測(cè)目標(biāo)回波同時(shí)計(jì)算得到P個(gè)徙動(dòng)散射中心的徑向距離像R(ρ,θ)；N表示寬帶雷達(dá)的發(fā)射信號(hào)包含的采樣點(diǎn)個(gè)數(shù)，n'∈{1,2,…,N'}，N′表示寬帶雷達(dá)的發(fā)射信號(hào)在觀測(cè)目標(biāo)連體坐標(biāo)系中包含的入射角個(gè)數(shù)，θ表示寬帶雷達(dá)的發(fā)射信號(hào)在觀測(cè)目標(biāo)連體坐標(biāo)系中的入射角，ρ表示觀測(cè)目標(biāo)回波的徑向距離像。

具體地，確定寬帶雷達(dá)，寬帶雷達(dá)所述寬帶雷達(dá)是帶寬為[1G,4G]范圍內(nèi)的雷達(dá)，所述寬帶雷達(dá)的檢測(cè)范圍內(nèi)包含觀測(cè)目標(biāo)，所述觀測(cè)目標(biāo)為飛行目標(biāo)，且所述寬帶雷達(dá)接收檢測(cè)范圍內(nèi)觀測(cè)目標(biāo)的回波，所述觀測(cè)目標(biāo)的回波中包含Q個(gè)靜止散射中心，然后確定Q個(gè)靜止散射中心的回波模型r(f,θ)，其表達(dá)式為：

其中，f表示寬帶雷達(dá)的發(fā)射信號(hào)頻率，θ表示寬帶雷達(dá)的發(fā)射信號(hào)在觀測(cè)目標(biāo)連體坐標(biāo)系中的入射角，q∈{1,2,…,Q}，Q表示觀測(cè)目標(biāo)包含的靜止散射中心個(gè)數(shù)，s(x_q,y_q,θ)表示第q個(gè)靜止散射中心的散射函數(shù)，x_p表示第q個(gè)靜止散射中心在觀測(cè)目標(biāo)連體坐標(biāo)系中的x軸位置，y_q表示第q個(gè)靜止散射中心在觀測(cè)目標(biāo)連體坐標(biāo)系中的y軸位置，c表示光速，exp表示指數(shù)函數(shù)。

根據(jù)目標(biāo)散射機(jī)理可知，目標(biāo)實(shí)際的散射中心通常有別于理想點(diǎn)散射中心，根據(jù)來(lái)自于曲面、邊緣、頂端、爬行波及多次散射回波，可將觀測(cè)目標(biāo)的散射中心按來(lái)源劃分為五大類(lèi)，這五大類(lèi)散射中心產(chǎn)生三種不同的散射特性：曲面散射中心在空間和角度上均有運(yùn)動(dòng)，閃爍散射中心在空間上運(yùn)動(dòng)但角度上不運(yùn)動(dòng)，具有點(diǎn)散射特性的散射中心在連體坐標(biāo)系中的位置保持恒定；通常，點(diǎn)散射特性產(chǎn)生于錐體的頂部，角結(jié)構(gòu)體及小凹槽等部位，相應(yīng)的散射中心也稱(chēng)為靜止散射中心。

但在實(shí)際情況當(dāng)中，多數(shù)散射中心的空間位置是隨著寬帶雷達(dá)根據(jù)觀測(cè)視角的變化而運(yùn)動(dòng)，并稱(chēng)之為徙動(dòng)散射中心，進(jìn)而使得寬帶雷達(dá)檢測(cè)范圍內(nèi)的觀測(cè)目標(biāo)包含P個(gè)徙動(dòng)散射中心，同時(shí)P個(gè)徙動(dòng)散射中心的運(yùn)動(dòng)軌跡為圓環(huán)軌跡，進(jìn)而計(jì)算得到P個(gè)徙動(dòng)散射中心的回波模型其表達(dá)式為：

其中，f表示寬帶雷達(dá)的發(fā)射信號(hào)頻率，f∈{f₁,f₂,…,f_n,…,f_N}，f_n表示寬帶雷達(dá)的發(fā)射信號(hào)中第n個(gè)采樣點(diǎn)的頻率，n∈{1,2,…,N}，N表示寬帶雷達(dá)的發(fā)射信號(hào)包含的采樣點(diǎn)個(gè)數(shù)，θ表示寬帶雷達(dá)的發(fā)射信號(hào)在觀測(cè)目標(biāo)連體坐標(biāo)系中的入射角，

θ∈{θ₁,θ₂,…,θ_n′,…,θ_N′}，θ_n′表示寬帶雷達(dá)的發(fā)射信號(hào)在觀測(cè)目標(biāo)連體坐標(biāo)系中的第n′個(gè)入射角，n'∈{1,2,…,N'}，N′表示寬帶雷達(dá)的發(fā)射信號(hào)在觀測(cè)目標(biāo)連體坐標(biāo)系中包含的入射角個(gè)數(shù)，p∈{1,2,…,P}，P表示寬帶雷達(dá)檢測(cè)范圍內(nèi)的觀測(cè)目標(biāo)包含的徙動(dòng)散射中心個(gè)數(shù)，表示第p個(gè)徙動(dòng)散射中心的散射函數(shù)，表示第p個(gè)徙動(dòng)散射中心在觀測(cè)目標(biāo)連體坐標(biāo)系中的x軸位置，表示第p個(gè)徙動(dòng)散射中心在觀測(cè)目標(biāo)連體坐標(biāo)系中的y軸位置，R_p表示第p個(gè)徙動(dòng)散射中心對(duì)應(yīng)的圓環(huán)軌跡半徑，c表示光速，exp表示指數(shù)函數(shù)。

參照?qǐng)D2，為觀測(cè)目標(biāo)的P個(gè)徙動(dòng)散射中心在連體坐標(biāo)系的位置分布示意圖；在圖2中，建立觀測(cè)目標(biāo)的連體坐標(biāo)系Oxyz，所述連體坐標(biāo)系Oxyz的z軸為觀測(cè)目標(biāo)的自旋軸，原點(diǎn)O表示觀測(cè)目標(biāo)的質(zhì)心；所述觀測(cè)目標(biāo)的P個(gè)徙動(dòng)散射中心在連體坐標(biāo)系Oxyz中，p為其中任意一個(gè)徙動(dòng)散射中心；所述P個(gè)徙動(dòng)散射中心的回波模型為N×N′維矩陣，其中第n′列表示寬帶雷達(dá)的發(fā)射信號(hào)在觀測(cè)目標(biāo)連體坐標(biāo)系中的第n′個(gè)入射角θ_n′時(shí)的觀測(cè)目標(biāo)回波

同時(shí)計(jì)算得到P個(gè)徙動(dòng)散射中心的徑向距離像R(ρ,θ)，其表達(dá)式為：

其中，ρ表示觀測(cè)目標(biāo)回波的徑向距離像，δ表示沖激函數(shù)。

所述P個(gè)徙動(dòng)散射中心的徑向距離像R(ρ,θ)為N×N′維矩陣，其中第n′列表示寬帶雷達(dá)的發(fā)射信號(hào)在觀測(cè)目標(biāo)連體坐標(biāo)系中的第n′個(gè)入射角入θ_n′時(shí)的觀測(cè)目標(biāo)回波的徑向距離像。

對(duì)P個(gè)徙動(dòng)散射中心的回波模型做傅里葉逆變換得到的譜估計(jì)精度不夠，難以分辨出各個(gè)散射中心，通過(guò)自適應(yīng)迭代算法(IAA)處理P個(gè)徙動(dòng)散射中心的回波模型能夠獲得高分辨距離像，也就是精度較高的功率譜，即徑向距離像R(ρ,θ)，迭代自適應(yīng)算法是一種基于加權(quán)最小二乘WLS(weighted least squares)的非參數(shù)化算法，此算法通過(guò)循環(huán)迭代，利用上一次迭代的譜估計(jì)構(gòu)造協(xié)方差矩陣，并將該協(xié)方差矩陣的逆矩陣作為加權(quán)矩陣帶入最小二乘中求解寬帶雷達(dá)的功率譜。

步驟2，根據(jù)P個(gè)徙動(dòng)散射中心的徑向距離像R(ρ,θ)，計(jì)算得到N′個(gè)入射角的觀測(cè)目標(biāo)回波的頻率導(dǎo)向矩陣A，然后分別計(jì)算以寬帶雷達(dá)的發(fā)射信號(hào)在觀測(cè)目標(biāo)連體坐標(biāo)系中的入射角θ為自變量的第p個(gè)徙動(dòng)散射中心的徑向距離函數(shù)ρ_p(θ)，和以寬帶雷達(dá)的發(fā)射信號(hào)在觀測(cè)目標(biāo)連體坐標(biāo)系中的入射角θ為自變量的第p個(gè)徙動(dòng)散射中心的高斯函數(shù)s_p(θ)，進(jìn)而分別計(jì)算以寬帶雷達(dá)的發(fā)射信號(hào)在觀測(cè)目標(biāo)連體坐標(biāo)系中的入射角θ為自變量的第p個(gè)徙動(dòng)散射中心的徑向距離優(yōu)化函數(shù)和以寬帶雷達(dá)的發(fā)射信號(hào)在觀測(cè)目標(biāo)連體坐標(biāo)系中的入射角θ為自變量的第p個(gè)徙動(dòng)散射中心的優(yōu)化高斯函數(shù)

p∈{1,2,…,P}，P表示寬帶雷達(dá)檢測(cè)范圍內(nèi)的觀測(cè)目標(biāo)包含的徙動(dòng)散射中心個(gè)數(shù)。

具體地，分別令n′取1至N′，分別得到寬帶雷達(dá)的發(fā)射信號(hào)在觀測(cè)目標(biāo)連體坐標(biāo)系中的第1個(gè)入射角θ₁時(shí)的觀測(cè)目標(biāo)回波到寬帶雷達(dá)的發(fā)射信號(hào)在觀測(cè)目標(biāo)連體坐標(biāo)系中的第N′個(gè)入射角θ_N′時(shí)的觀測(cè)目標(biāo)回波并記為寬帶雷達(dá)的發(fā)射信號(hào)在觀測(cè)目標(biāo)連體坐標(biāo)系中的N′個(gè)入射角的觀測(cè)目標(biāo)回波，進(jìn)而計(jì)算寬帶雷達(dá)的發(fā)射信號(hào)在觀測(cè)目標(biāo)連體坐標(biāo)系中的N′個(gè)入射角的觀測(cè)目標(biāo)回波的導(dǎo)向矢量a(w)，

M表示觀測(cè)目標(biāo)的回波包含的采樣點(diǎn)個(gè)數(shù)，w表示寬帶雷達(dá)的發(fā)射信號(hào)在觀測(cè)目標(biāo)連體坐標(biāo)系中的N′個(gè)入射角的觀測(cè)目標(biāo)回波的導(dǎo)向矢量a(w)的角頻率，且w∈[0,2π)，e表示指數(shù)函數(shù)，上標(biāo)T表示轉(zhuǎn)置。

將區(qū)間[0,2π)劃分為K個(gè)頻率點(diǎn)，其中第k個(gè)頻率點(diǎn)為w_k：w_k＝2π(k-1)/K，

k∈{1,2,…,K}，其中每一個(gè)頻率點(diǎn)對(duì)應(yīng)一個(gè)信號(hào)源，即設(shè)定的寬帶雷達(dá)的信號(hào)源個(gè)數(shù)也為K；進(jìn)而計(jì)算寬帶雷達(dá)的發(fā)射信號(hào)在觀測(cè)目標(biāo)連體坐標(biāo)系中的N′個(gè)入射角的觀測(cè)目標(biāo)回波的頻率導(dǎo)向矩陣A，簡(jiǎn)記為N′個(gè)入射角的觀測(cè)目標(biāo)回波的頻率導(dǎo)向矩陣A，

A＝[a(w₁),a(w₂),…,a(w_k),…,a(w_K)]，a(w_k)表示N′個(gè)入射角的觀測(cè)目標(biāo)回波的頻率導(dǎo)向矩陣A在第k個(gè)頻率點(diǎn)w_k上的導(dǎo)向矢量。

對(duì)寬帶雷達(dá)的發(fā)射信號(hào)在觀測(cè)目標(biāo)連體坐標(biāo)系中的第n′個(gè)入射角θ_n′時(shí)的觀測(cè)目標(biāo)回波進(jìn)行譜估計(jì)，得到第n′個(gè)入射角θ_n′時(shí)的觀測(cè)目標(biāo)回波的信號(hào)模型其中s_n′表示第n′個(gè)入射角θ_n′時(shí)的觀測(cè)目標(biāo)回波的頻譜向量，且

s_n′＝[s_1,n′,s_2,n′,…,s_k,n′,…,s_K,n′]^T，s_k,n′表示第n′個(gè)入射角θ_n′時(shí)的觀測(cè)目標(biāo)回波的頻譜向量s_n′在第k個(gè)頻率點(diǎn)w_k處的分量幅值，n′∈{1,2,…,N′}，N′表示寬帶雷達(dá)的發(fā)射信號(hào)在觀測(cè)目標(biāo)連體坐標(biāo)系中包含的入射角個(gè)數(shù)，k∈{1,2,…,K}，K表示將寬帶雷達(dá)的發(fā)射信號(hào)在觀測(cè)目標(biāo)連體坐標(biāo)系中的N′個(gè)入射角的觀測(cè)目標(biāo)回波的導(dǎo)向矢量a(w)的角頻率區(qū)間均勻劃分后包含的頻率點(diǎn)個(gè)數(shù)，K也表示設(shè)定的寬帶雷達(dá)的信號(hào)源個(gè)數(shù)。

所述s_n′表示第n′個(gè)入射角θ_n′時(shí)的觀測(cè)目標(biāo)回波的頻譜向量，其計(jì)算過(guò)程為：

2.1初始化：第k個(gè)信號(hào)源的初始功率P_k，k∈{1,2,…,K}，P_k表示觀測(cè)目標(biāo)的回波對(duì)應(yīng)于第k個(gè)頻率點(diǎn)w_k處的第k個(gè)信號(hào)源功率，進(jìn)而得到K個(gè)信號(hào)源合成的第n′個(gè)入射角的回波功率矩陣P_k,n′表示第k個(gè)信號(hào)源對(duì)應(yīng)的第n′個(gè)入射角的回波功率；令K個(gè)信號(hào)源分別對(duì)應(yīng)的第n′個(gè)入射角的回波功率初始值均為1，具體為表示第k個(gè)信號(hào)源對(duì)應(yīng)的第n′個(gè)入射角的回波功率初始值為1，且分別令k取1至K，即得到進(jìn)而得到K個(gè)信號(hào)源合成的第n′個(gè)入射角的回波功率矩陣初始值所述K個(gè)信號(hào)源合成的第n′個(gè)入射角的回波功率矩陣初始值為K×K維單位矩陣。

令l表示第l次，l∈{0,…,L}，L表示設(shè)置的最大迭代次數(shù)，l的初始值為0。

2.2計(jì)算第l次迭代后N′個(gè)入射角的觀測(cè)目標(biāo)回波的協(xié)方差矩陣X_l，上標(biāo)H表示共軛轉(zhuǎn)置。

2.3計(jì)算第l次迭代后第n′個(gè)入射角θ_n′時(shí)的觀測(cè)目標(biāo)回波的頻譜向量s_n′在第k個(gè)頻率點(diǎn)w_k處的分量幅值上標(biāo)-1表示矩陣求逆，a(w_k)表示N′個(gè)入射角的觀測(cè)目標(biāo)回波的頻率導(dǎo)向矩陣A在第k個(gè)頻率點(diǎn)w_k上的導(dǎo)向矢量，上標(biāo)H表示共軛轉(zhuǎn)置，表示第n′列表示寬帶雷達(dá)的發(fā)射信號(hào)在觀測(cè)目標(biāo)連體坐標(biāo)系中的第n′個(gè)入射角θ_n′時(shí)的觀測(cè)目標(biāo)回波，f表示寬帶雷達(dá)的發(fā)射信號(hào)頻率；進(jìn)而計(jì)算第l次迭代后第n′個(gè)入射角θ_n′時(shí)的觀測(cè)目標(biāo)回波的頻譜向量

2.4計(jì)算第l+1次迭代后K個(gè)信號(hào)源合成的第n′個(gè)入射角的回波功率矩陣表示第l+1次迭代后第k個(gè)信號(hào)源對(duì)應(yīng)的第n′個(gè)入射角的回波功率，并根據(jù)第l+1次迭代后K個(gè)信號(hào)源合成的第n′個(gè)入射角的回波功率矩陣計(jì)算得到第l+1次迭代后第n′個(gè)入射角θ_n′時(shí)的觀測(cè)目標(biāo)回波的頻譜向量

2.5如果則迭代停止，并將第l次迭代后第n′個(gè)入射角θ_n′時(shí)的觀測(cè)目標(biāo)回波的頻譜向量作為第n′個(gè)入射角θ_n′時(shí)的觀測(cè)目標(biāo)回波的頻譜向量s_n'；否則返回2.2。

根據(jù)第n′個(gè)入射角θ_n′時(shí)的觀測(cè)目標(biāo)回波的頻譜向量s_n'，得到N′個(gè)入射角各自觀測(cè)目標(biāo)回波的頻譜向量合成的頻譜矩陣S，S＝[s₁,s₂,…,s_n′,…,s_N′]，n′∈{1,2,…,N′}；所述N′個(gè)入射角各自觀測(cè)目標(biāo)回波的頻譜向量合成的頻譜矩陣S為P'個(gè)徙動(dòng)散射中心的回波模型的高分辨距離像R(ρ,θ)，即R(ρ,θ)＝S，ρ′表示寬帶雷達(dá)的發(fā)射信號(hào)在觀測(cè)目標(biāo)連體坐標(biāo)系中每個(gè)入射角的觀測(cè)目標(biāo)回波的徑向距離像，θ表示寬帶雷達(dá)的發(fā)射信號(hào)在觀測(cè)目標(biāo)連體坐標(biāo)系中的入射角。

其中，將第p個(gè)徙動(dòng)散射中心、第n′個(gè)入射角θ_n′時(shí)對(duì)應(yīng)的高分辨距離像值記為分別令取1至N′，進(jìn)而得到第p個(gè)徙動(dòng)散射中心、N′個(gè)入射角時(shí)對(duì)應(yīng)的高分辨距離像值所述第p個(gè)徙動(dòng)散射中心、N′個(gè)入射角時(shí)對(duì)應(yīng)的高分辨距離像值為N′維列向量；同時(shí)將第p個(gè)徙動(dòng)散射中心、第n′個(gè)入射角θ_n′時(shí)對(duì)應(yīng)的幅度值記為分別令n'取1至N′，進(jìn)而得到第p個(gè)徙動(dòng)散射中心、N′個(gè)入射角時(shí)對(duì)應(yīng)的幅度值所述第p個(gè)徙動(dòng)散射中心、N′個(gè)入射角時(shí)對(duì)應(yīng)的幅度值為N′維列向量；進(jìn)而計(jì)算得到以寬帶雷達(dá)的發(fā)射信號(hào)在觀測(cè)目標(biāo)連體坐標(biāo)系中的入射角θ為自變量的第p個(gè)徙動(dòng)散射中心的徑向距離函數(shù)ρ_p(θ)，表示θ＝0時(shí)第p個(gè)徙動(dòng)散射中心在觀測(cè)目標(biāo)連體坐標(biāo)系中x軸位置，表示θ＝0時(shí)第p個(gè)徙動(dòng)散射中心在觀測(cè)目標(biāo)連體坐標(biāo)系中y軸位置，θ表示寬帶雷達(dá)的發(fā)射信號(hào)在觀測(cè)目標(biāo)連體坐標(biāo)系中的入射角，R_p表示第p個(gè)徙動(dòng)散射中心對(duì)應(yīng)的圓環(huán)軌跡半徑；

進(jìn)而得到第一方程組并分別求解θ＝0時(shí)第p個(gè)徙動(dòng)散射中心在觀測(cè)目標(biāo)連體坐標(biāo)系中x軸位置的估計(jì)值θ＝0時(shí)第p個(gè)徙動(dòng)散射中心在觀測(cè)目標(biāo)連體坐標(biāo)系中y軸位置的估計(jì)值以及第p個(gè)徙動(dòng)散射中心對(duì)應(yīng)的圓環(huán)軌跡半徑R_p的估計(jì)值進(jìn)而計(jì)算得到以寬帶雷達(dá)的發(fā)射信號(hào)在觀測(cè)目標(biāo)連體坐標(biāo)系中的入射角θ為自變量的第p個(gè)徙動(dòng)散射中心的高斯函數(shù)s_p(θ)，

A_p表示第p個(gè)徙動(dòng)散射中心在觀測(cè)目標(biāo)連體坐標(biāo)系中的幅度最大值，表示第p個(gè)徙動(dòng)散射中心在觀測(cè)目標(biāo)連體坐標(biāo)系中的幅度均值，σ_p表示第p個(gè)徙動(dòng)散射中心在觀測(cè)目標(biāo)連體坐標(biāo)系中的幅度方差，進(jìn)而得到第二方程組

并分別求解第p個(gè)徙動(dòng)散射中心在觀測(cè)目標(biāo)連體坐標(biāo)系中的幅度最大值A(chǔ)_p的估計(jì)值第p個(gè)徙動(dòng)散射中心在觀測(cè)目標(biāo)連體坐標(biāo)系中的幅度均值的估計(jì)值以及第p個(gè)徙動(dòng)散射中心在觀測(cè)目標(biāo)連體坐標(biāo)系中的幅度方差σ_p的估計(jì)值

進(jìn)而分別計(jì)算得到以寬帶雷達(dá)的發(fā)射信號(hào)在觀測(cè)目標(biāo)連體坐標(biāo)系中的入射角θ為自變量的第p個(gè)徙動(dòng)散射中心的徑向距離優(yōu)化函數(shù)和以寬帶雷達(dá)的發(fā)射信號(hào)在觀測(cè)目標(biāo)連體坐標(biāo)系中的入射角θ為自變量的第p個(gè)徙動(dòng)散射中心的優(yōu)化高斯函數(shù)θ表示寬帶雷達(dá)的發(fā)射信號(hào)在觀測(cè)目標(biāo)連體坐標(biāo)系中的入射角，exp表示指數(shù)函數(shù)，p∈{1,2,…,P}，P表示寬帶雷達(dá)檢測(cè)范圍內(nèi)的觀測(cè)目標(biāo)包含的徙動(dòng)散射中心個(gè)數(shù)。

步驟3，分別確定觀測(cè)目標(biāo)的自旋頻率為ω_S，觀測(cè)目標(biāo)的章動(dòng)頻率為ω_N，觀測(cè)目標(biāo)的進(jìn)動(dòng)頻率為ω_P，觀測(cè)目標(biāo)的自旋軸與章動(dòng)軸之間的夾角為ψ，觀測(cè)目標(biāo)的章動(dòng)軸與進(jìn)動(dòng)軸之間的夾角為β，進(jìn)而分別計(jì)算寬帶雷達(dá)視線(xiàn)在連體坐標(biāo)系中的方位角ζ(t)和寬帶雷達(dá)視線(xiàn)在連體坐標(biāo)系中的俯仰角的補(bǔ)角θ′(t)，t為時(shí)間變量。

具體地，觀測(cè)目標(biāo)的章動(dòng)表示觀測(cè)目標(biāo)的自旋軸繞動(dòng)量矩的錐旋運(yùn)動(dòng)，觀測(cè)目標(biāo)的進(jìn)動(dòng)表示觀測(cè)目標(biāo)的自旋軸隨同動(dòng)量矩矢量由于力矩作用而改變方位的運(yùn)動(dòng)，將觀測(cè)目標(biāo)的章動(dòng)和觀測(cè)目標(biāo)的進(jìn)動(dòng)進(jìn)行疊加的運(yùn)動(dòng)形式，作為觀測(cè)目標(biāo)擬規(guī)則進(jìn)動(dòng)。

建立觀測(cè)目標(biāo)擬規(guī)則進(jìn)動(dòng)模型，如圖3所示，為觀測(cè)目標(biāo)擬規(guī)則進(jìn)動(dòng)的模型示意圖；圖3中，建立觀測(cè)目標(biāo)擬規(guī)則進(jìn)動(dòng)模型，所述觀測(cè)目標(biāo)擬規(guī)則進(jìn)動(dòng)模型是以觀測(cè)目標(biāo)的質(zhì)心為原點(diǎn)O，分別建立參考坐標(biāo)系OXYZ、直角坐標(biāo)系Ouvw和連體坐標(biāo)系Oxyz，其中參考坐標(biāo)系OXYZ的Z軸為觀測(cè)目標(biāo)的進(jìn)動(dòng)軸，直角坐標(biāo)系Ouvw的w軸為觀測(cè)目標(biāo)的章動(dòng)軸，連體坐標(biāo)系Oxyz的z軸為觀測(cè)目標(biāo)的自旋軸；

在參考坐標(biāo)系OXYZ中，X軸垂直于觀測(cè)目標(biāo)的進(jìn)動(dòng)軸和Y軸確定的平面，Y軸垂直于觀測(cè)目標(biāo)的進(jìn)動(dòng)軸和X軸確定的平面；在直角坐標(biāo)系Ouvw中，u軸垂直于觀測(cè)目標(biāo)的章動(dòng)軸和觀測(cè)目標(biāo)的進(jìn)動(dòng)軸確定的平面，w軸垂直于觀測(cè)目標(biāo)的章動(dòng)軸和u軸確定的平面；在連體坐標(biāo)系Oxyz中，x軸垂直于觀測(cè)目標(biāo)的自旋軸和觀測(cè)目標(biāo)的進(jìn)動(dòng)軸確定的平面，y軸垂直于觀測(cè)目標(biāo)的自旋軸和x軸確定的平面；所述參考坐標(biāo)系OXYZ、所述直角坐標(biāo)系Ouvw和所述連體坐標(biāo)系Oxyz共同的原點(diǎn)O，為觀測(cè)目標(biāo)的自旋軸、觀測(cè)目標(biāo)的章動(dòng)軸及觀測(cè)目標(biāo)的進(jìn)動(dòng)軸的交點(diǎn)。

然后根據(jù)坐標(biāo)系輪換法，分別計(jì)算得到觀測(cè)目標(biāo)連體坐標(biāo)系中x軸在參考坐標(biāo)系OXYZ中的單位矢量x(t)、觀測(cè)目標(biāo)連體坐標(biāo)系中y軸在參考坐標(biāo)系OXYZ中的單位矢量y(t)，以及觀測(cè)目標(biāo)連體坐標(biāo)系中z軸在參考坐標(biāo)系OXYZ中的單位矢量z(t)，其計(jì)算表達(dá)式分別為：

其中，β表示觀測(cè)目標(biāo)的章動(dòng)軸與進(jìn)動(dòng)軸之間的夾角，表示觀測(cè)目標(biāo)的自旋軸在直角坐標(biāo)系Ouvw中的方位角，α(t)表示觀測(cè)目標(biāo)的章動(dòng)軸在參考坐標(biāo)系OXYZ中的方位角，ψ表示觀測(cè)目標(biāo)的自旋軸與章動(dòng)軸之間的夾角，κ(t)表示觀測(cè)目標(biāo)的自旋軸與進(jìn)動(dòng)軸的夾角，ω_S表示觀測(cè)目標(biāo)的自旋頻率，t表示時(shí)間變量。

分別確定寬帶雷達(dá)視線(xiàn)在參考坐標(biāo)系OXYZ里的方位角為η，寬帶雷達(dá)視線(xiàn)在參考坐標(biāo)系OXYZ里的俯仰角補(bǔ)角為γ；由于觀測(cè)目標(biāo)在其進(jìn)動(dòng)周期內(nèi)運(yùn)動(dòng)的路程通常遠(yuǎn)遠(yuǎn)小于其相距于寬帶雷達(dá)的距離。因此，γ和η的變化非常小，可近似看作為常數(shù)，進(jìn)而將寬帶雷達(dá)視線(xiàn)在參考坐標(biāo)系OXYZ中的單位矢量表示為l(t)，

l(t)＝[cosηsinγsinηsinγcosγ]^T，并根據(jù)向量點(diǎn)積的定義，分別計(jì)算得到t時(shí)刻寬帶雷達(dá)視線(xiàn)與連體坐標(biāo)系Oxyz中的x軸的夾角余弦h₁(t)、t時(shí)刻寬帶雷達(dá)視線(xiàn)與連體坐標(biāo)系Oxyz中的y軸的夾角余弦h₂(t)和t時(shí)刻寬帶雷達(dá)視線(xiàn)與連體坐標(biāo)系Oxyz中的z軸的夾角余弦h₃(t)，其計(jì)算表達(dá)式分別為：

其中，ζ(t)表示寬帶雷達(dá)視線(xiàn)在連體坐標(biāo)系Oxyz中的方位角，θ(t)表示寬帶雷達(dá)視線(xiàn)在連體坐標(biāo)系Oxyz中的俯仰角的補(bǔ)角，l表示寬帶雷達(dá)視線(xiàn)在參考坐標(biāo)系OXYZ中的單位矢量，κ(t)表示觀測(cè)目標(biāo)的自旋軸與進(jìn)動(dòng)軸的夾角，ω_S表示觀測(cè)目標(biāo)的自旋頻率，γ表示寬帶雷達(dá)視線(xiàn)在參考坐標(biāo)系OXYZ里的俯仰角補(bǔ)角，β表示觀測(cè)目標(biāo)的章動(dòng)軸與進(jìn)動(dòng)軸之間的夾角，表示觀測(cè)目標(biāo)的自旋軸在直角坐標(biāo)系Ouvw中的方位角，ψ表示觀測(cè)目標(biāo)的自旋軸與章動(dòng)軸之間的夾角，α(t)表示觀測(cè)目標(biāo)的章動(dòng)軸在參考坐標(biāo)系OXYZ中的方位角，η表示寬帶雷達(dá)視線(xiàn)在參考坐標(biāo)系OXYZ里的方位角。

進(jìn)而分別計(jì)算寬帶雷達(dá)視線(xiàn)在連體坐標(biāo)系中的方位角ζ(t)和寬帶雷達(dá)視線(xiàn)在連體坐標(biāo)系中的俯仰角的補(bǔ)角θ′(t)，ζ(t)＝atan(h₂(t)/h₁(t))，θ′(t)＝acos(h₃(t))；其中，atan表示反正切操作，acos表示反余弦操作，t表示時(shí)間變量。

步驟4，根據(jù)寬帶雷達(dá)視線(xiàn)在連體坐標(biāo)系中的俯仰角的補(bǔ)角θ′(t)、以寬帶雷達(dá)的發(fā)射信號(hào)在觀測(cè)目標(biāo)連體坐標(biāo)系中的入射角θ為自變量的第p個(gè)徙動(dòng)散射中心的徑向距離優(yōu)化函數(shù)和以寬帶雷達(dá)的發(fā)射信號(hào)在觀測(cè)目標(biāo)連體坐標(biāo)系中的入射角θ為自變量的第p個(gè)徙動(dòng)散射中心的優(yōu)化高斯函數(shù)計(jì)算得到觀測(cè)目標(biāo)的飛行回波s_r。

具體地，根據(jù)寬帶雷達(dá)視線(xiàn)在連體坐標(biāo)系中的俯仰角的補(bǔ)角θ′(t)、以寬帶雷達(dá)的發(fā)射信號(hào)在觀測(cè)目標(biāo)連體坐標(biāo)系中的入射角θ為自變量的第p個(gè)徙動(dòng)散射中心的徑向距離優(yōu)化函數(shù)和以寬帶雷達(dá)的發(fā)射信號(hào)在觀測(cè)目標(biāo)連體坐標(biāo)系中的入射角θ為自變量的第p個(gè)徙動(dòng)散射中心的優(yōu)化高斯函數(shù)分別計(jì)算得到關(guān)于寬帶雷達(dá)視線(xiàn)在連體坐標(biāo)系中的俯仰角的補(bǔ)角θ′(t)的第p個(gè)徙動(dòng)散射中心的徑向距離優(yōu)化函數(shù)和關(guān)于寬帶雷達(dá)視線(xiàn)在連體坐標(biāo)系中的俯仰角的補(bǔ)角θ′(t)的第p個(gè)徙動(dòng)散射中心的優(yōu)化高斯函數(shù)θ′表示寬帶雷達(dá)視線(xiàn)在連體坐標(biāo)系中的俯仰角的補(bǔ)角θ′(t)，再根據(jù)觀測(cè)目標(biāo)姿態(tài)回波表達(dá)式r(f,θ′)，得到觀測(cè)目標(biāo)的姿態(tài)回波值

將寬帶雷達(dá)發(fā)射信號(hào)記為s(t)，s(t)＝a(t)exp(j2πf₀t)，a(t)表示寬帶雷達(dá)脈沖的包絡(luò)，f₀表示寬帶雷達(dá)脈沖的載頻；假設(shè)寬帶雷達(dá)發(fā)射信號(hào)共有L'個(gè)脈沖，所述L'個(gè)脈沖相干積累，進(jìn)而計(jì)算寬帶雷達(dá)信號(hào)第l′個(gè)脈沖的回波信號(hào)為s_r,l'(t_k,t_m)，其表達(dá)式為：

其中，l'∈{1,2,…,L}，α表示寬帶雷達(dá)發(fā)射信號(hào)在時(shí)間軸上的增長(zhǎng)或壓縮，

α＝(c-v)/(c+v)，t_k表示寬帶雷達(dá)快時(shí)間(脈內(nèi)時(shí)間)，t_m,l′表示寬帶雷達(dá)信號(hào)第l′個(gè)脈沖的慢時(shí)間(脈間時(shí)間)，c表示電磁波在自由空間傳播的速度即光速，v表示觀測(cè)目標(biāo)向?qū)拵Ю走_(dá)方向的運(yùn)動(dòng)速度，a表示寬帶雷達(dá)脈沖的包絡(luò)a(t)，f₀表示寬帶雷達(dá)脈沖的載頻，R(t_m,l′)表示寬帶雷達(dá)照射觀測(cè)目標(biāo)時(shí)寬帶雷達(dá)信號(hào)第l′個(gè)脈沖與觀測(cè)目標(biāo)的距離，R(t_m,l′)＝R₀+vt_m,l′，R₀表示初始時(shí)刻觀測(cè)目標(biāo)和寬帶雷達(dá)的距離，并計(jì)算得到寬帶雷達(dá)L'個(gè)脈沖的回波信號(hào)S_r，

S_r＝[s_r(t_k,t_m,l′),s_r(t_k,t_m,l′),…,s_r(t_k,t_m,l′),…,s_r(t_k,t_m,l′)]，進(jìn)而計(jì)算得到觀測(cè)目標(biāo)的飛行回波s_r，表示觀測(cè)目標(biāo)的姿態(tài)回波值；其中，f表示寬帶雷達(dá)的發(fā)射信號(hào)頻率，θ′表示寬帶雷達(dá)視線(xiàn)在連體坐標(biāo)系中的俯仰角的補(bǔ)角θ′(t)，t表示時(shí)間變量，exp表示指數(shù)函數(shù)。

通過(guò)以下仿真實(shí)驗(yàn)對(duì)本發(fā)明效果作進(jìn)一步驗(yàn)證說(shuō)明。

實(shí)驗(yàn)1運(yùn)用本發(fā)明的方法，用普通彈頭觀測(cè)目標(biāo)的回波推演出其觀測(cè)目標(biāo)的飛行回波數(shù)據(jù)，并與實(shí)際觀測(cè)目標(biāo)的飛行回波數(shù)據(jù)進(jìn)行比較。

本實(shí)驗(yàn)使用電磁仿真軟件CST Studio產(chǎn)生的目標(biāo)電磁計(jì)算數(shù)據(jù)代替暗室數(shù)據(jù)，其中目標(biāo)模型是椎體，底面半徑0.4米，錐高1.2米，錐頂加相切小球，底面邊界0.07米的倒角。運(yùn)用IAA算法獲取其高分辨距離像R(ρ,θ)，分別關(guān)聯(lián)各散射中心的幅度和相位用來(lái)分析彈頭目標(biāo)各散射中心的散射函數(shù)。觀測(cè)目標(biāo)的自旋頻率為ω_S＝10π，觀測(cè)目標(biāo)的章動(dòng)頻率為ω_N＝18π，觀測(cè)目標(biāo)的進(jìn)動(dòng)頻率為觀測(cè)目標(biāo)的自旋軸與章動(dòng)軸之間的夾角為ψ＝1°，觀測(cè)目標(biāo)的章動(dòng)軸與進(jìn)動(dòng)軸之間的夾角為β＝8°，寬帶雷達(dá)視線(xiàn)在參考坐標(biāo)系里的方位角為η＝120°，寬帶雷達(dá)視線(xiàn)在參考坐標(biāo)系里的俯仰角補(bǔ)角為γ＝30°，求取寬帶雷達(dá)視線(xiàn)在連體坐標(biāo)系中的運(yùn)動(dòng)，代入觀測(cè)目標(biāo)各散射中心的散射函數(shù)，再加上高速運(yùn)動(dòng)調(diào)制和寬帶雷達(dá)信道調(diào)制就可以產(chǎn)生目標(biāo)的飛行觀測(cè)目標(biāo)的回波數(shù)據(jù)。

本仿真實(shí)驗(yàn)所得結(jié)果如圖3～圖8所示。其中：圖3是運(yùn)動(dòng)建模中觀測(cè)目標(biāo)擬規(guī)則進(jìn)動(dòng)示意圖；圖4是電磁仿真軟件CST Studio中椎體彈頭觀測(cè)目標(biāo)模型示意圖；圖5是椎體彈頭觀測(cè)目標(biāo)模型電磁數(shù)據(jù)的高分辨率距離圖；圖6a是寬帶雷達(dá)視線(xiàn)在連體坐標(biāo)系中的方位角隨時(shí)間變化的示意圖；圖6b是寬帶雷達(dá)視線(xiàn)在連體坐標(biāo)系中的俯仰角補(bǔ)角隨時(shí)間變化的示意圖；圖7是使用本發(fā)明方法得到的觀測(cè)目標(biāo)距離像序列圖；圖8是擬規(guī)則運(yùn)動(dòng)觀測(cè)目標(biāo)距離像序列圖。

由圖7和圖8的結(jié)果對(duì)比可以看出，采用本發(fā)明的方法得到的飛行觀測(cè)目標(biāo)距離像序列和觀測(cè)目標(biāo)真實(shí)距離像序列十分相像，可知根據(jù)本發(fā)明的方法所生成的飛行觀測(cè)目標(biāo)數(shù)據(jù)與真實(shí)飛行觀測(cè)目標(biāo)數(shù)據(jù)十分接近，可以準(zhǔn)確反映觀測(cè)目標(biāo)的特征。

實(shí)驗(yàn)2針對(duì)開(kāi)窗彈頭目標(biāo)，運(yùn)用本發(fā)明的方法，通過(guò)暗室數(shù)據(jù)推演出其飛行回波數(shù)據(jù)，并與實(shí)際飛行回波數(shù)據(jù)進(jìn)行比較。

本實(shí)驗(yàn)使用電磁仿真軟件CST Studio產(chǎn)生的目標(biāo)電磁計(jì)算數(shù)據(jù)代替觀測(cè)目標(biāo)的回波數(shù)據(jù)，其中觀測(cè)目標(biāo)模型是開(kāi)窗椎體，底面半徑0.4米，錐高1.2米，錐頂加相切小球，距離底面0.1米處等間隔分布著三個(gè)半徑為3厘米的半球形開(kāi)窗；觀測(cè)目標(biāo)的自旋頻率為ω_S＝2π，觀測(cè)目標(biāo)的進(jìn)動(dòng)頻率為ω_P＝π，觀測(cè)目標(biāo)的自旋軸與進(jìn)動(dòng)軸之間的夾角為ψ＝5°，寬帶雷達(dá)視線(xiàn)在參考坐標(biāo)系里的方位角為η＝120°，寬帶雷達(dá)視線(xiàn)在參考坐標(biāo)系里的俯仰角補(bǔ)角為γ＝30°，求取寬帶雷達(dá)視線(xiàn)在連體坐標(biāo)系中的運(yùn)動(dòng)，代入觀測(cè)目標(biāo)每個(gè)徙動(dòng)散射中心的散射函數(shù)，再加上高速運(yùn)動(dòng)調(diào)制和寬帶雷達(dá)信道調(diào)制就可以產(chǎn)生觀測(cè)目標(biāo)的飛行回波數(shù)據(jù)。本實(shí)驗(yàn)所得結(jié)果如圖9～圖11所示；其中，圖9是開(kāi)窗椎體觀測(cè)目標(biāo)模型示意圖；圖10是使用本發(fā)明方法得到的觀測(cè)目標(biāo)距離像序列圖；圖11是使用本發(fā)明方法得到的進(jìn)動(dòng)開(kāi)窗椎體觀測(cè)目標(biāo)的實(shí)際距離像序列圖。

對(duì)比圖10與圖11的距離像序列圖，可知根據(jù)本發(fā)明方法所生成的飛行觀測(cè)目標(biāo)數(shù)據(jù)與真實(shí)飛行觀測(cè)目標(biāo)數(shù)據(jù)十分接近。

通過(guò)以上實(shí)驗(yàn)結(jié)果可以看出，本發(fā)明針對(duì)常見(jiàn)的彈頭目標(biāo)均是可行的，可以分析其中各種不同類(lèi)型的散射中心，分別估計(jì)其徑向距離角度依賴(lài)關(guān)系和幅度大小角度依賴(lài)關(guān)系，分開(kāi)維度計(jì)算簡(jiǎn)便準(zhǔn)確，不用構(gòu)造大型過(guò)完備擴(kuò)展基求解大型矩陣，加上高速運(yùn)動(dòng)和雷達(dá)信道調(diào)制后就可以根據(jù)給定的任意電波入射角來(lái)產(chǎn)生目標(biāo)的飛行回波數(shù)據(jù)。

綜上所述，仿真實(shí)驗(yàn)驗(yàn)證了本發(fā)明的正確性，有效性和可靠性。

顯然，本領(lǐng)域的技術(shù)人員可以對(duì)本發(fā)明進(jìn)行各種改動(dòng)和變型而不脫離本發(fā)明的精神和范圍；這樣，倘若本發(fā)明的這些修改和變型屬于本發(fā)明權(quán)利要求及其等同技術(shù)的范圍之內(nèi)，則本發(fā)明也意圖包含這些改動(dòng)和變型在內(nèi)。