本發(fā)明涉及等離子體繞流場，特別涉及一種等離子體繞流場包覆目標(biāo)的電磁特性獲取方法和裝置。

背景技術(shù)：

1、目標(biāo)在大氣層內(nèi)高速運(yùn)動(dòng)時(shí)，會產(chǎn)生包覆在目標(biāo)周圍的等離子體繞流場，等離子體不斷在目標(biāo)迎風(fēng)面產(chǎn)生并向后流動(dòng)，運(yùn)動(dòng)速度與目標(biāo)本體存在一定差異，加之等離子體本身的色散特性和在目標(biāo)周圍分布的非均勻特性，等離子體繞流場會對入射其中的雷達(dá)波產(chǎn)生幅度、頻率和相位調(diào)制效應(yīng)，進(jìn)一步導(dǎo)致雷達(dá)成像散焦、多普勒測量失準(zhǔn)，影響雷達(dá)對目標(biāo)的探測、跟蹤和識別能力。因此等離子體包覆目標(biāo)電磁特性準(zhǔn)確的獲取是認(rèn)識和掌握等離子體電磁特性機(jī)理和變化規(guī)律的前提，也是高速運(yùn)動(dòng)飛行器穩(wěn)定跟蹤和識別的基礎(chǔ)，等離子體繞流場包覆目標(biāo)電磁特性建模有著明確的應(yīng)用價(jià)值。

2、傳統(tǒng)的等離子體繞流場包覆目標(biāo)電磁散射特性計(jì)算方法，在計(jì)算等離子體繞流場和目標(biāo)本體耦合時(shí)，首先要追蹤射線在等離子體鞘套中的傳播路徑和場強(qiáng)，當(dāng)射線與目標(biāo)本體表面相交時(shí)，不僅要利用snell定律計(jì)算反射方向，還要結(jié)合go、po、eec等高頻漸近方法，計(jì)算射線與目標(biāo)相互作用后的場強(qiáng)，得到該射線反射方向和場強(qiáng)后，繼續(xù)追蹤其在等離子體鞘套中的傳播路徑。對于復(fù)雜目標(biāo)，射線可能會多次與目標(biāo)本體相交，那么需要重復(fù)上述步驟計(jì)算射線的反射方向和場強(qiáng)，計(jì)算效率較低，不能滿足工程應(yīng)用的需求。因此，亟需一種等離子體繞流場包覆目標(biāo)的電磁特性獲取方法和裝置。

技術(shù)實(shí)現(xiàn)思路

1、本發(fā)明提供了一種等離子體繞流場包覆目標(biāo)的電磁特性獲取方法和裝置，能夠?qū)崿F(xiàn)目標(biāo)在任意飛行狀態(tài)下等離子體繞流場包覆目標(biāo)電磁特性的準(zhǔn)確、快速獲取，提高了計(jì)算效率的同時(shí)實(shí)現(xiàn)工程化應(yīng)用。

2、第一方面，本發(fā)明提供了一種等離子體繞流場包覆目標(biāo)的電磁特性獲取方法，包括：

3、基于高頻電磁建模方法確定目標(biāo)本體的散射中心數(shù)據(jù)；其中，所述散射中心數(shù)據(jù)包括散射中心點(diǎn)的坐標(biāo)和場強(qiáng)；

4、對所述目標(biāo)本體生成的等離子體鞘套進(jìn)行射線追蹤，確定射線的軌跡；

5、確定所述射線的軌跡與所述目標(biāo)本體的相交點(diǎn)；

6、在所述相交點(diǎn)包含所述散射中心點(diǎn)時(shí)，將所述相交點(diǎn)所在射線在傳播路徑上產(chǎn)生的雙程衰減和相移疊加到該散射中心點(diǎn)上，得到等離子體電磁特性調(diào)制后的散射中心的耦合后場強(qiáng)；

7、根據(jù)該散射中心點(diǎn)的坐標(biāo)和所述耦合后場強(qiáng)，確定等離子體繞流場包覆所述目標(biāo)本體的電磁特性數(shù)據(jù)。

8、可選地，所述基于高頻電磁建模方法確定目標(biāo)本體的散射中心數(shù)據(jù)，包括：

9、根據(jù)所述目標(biāo)本體的三維幾何模型和預(yù)設(shè)雷達(dá)觀測條件參數(shù)，基于彈跳射線法計(jì)算得到所述目標(biāo)本體的散射場數(shù)據(jù)；

10、根據(jù)所述散射場數(shù)據(jù)，利用射線積分成像法生成所述目標(biāo)本體的三維isar圖像；

11、利用迭代峰值搜索算法從所述三維isar圖像提取所述目標(biāo)本體在所述預(yù)設(shè)雷達(dá)觀測條件參數(shù)下的三維散射中心數(shù)據(jù)；其中，所述三維散射中心數(shù)據(jù)包括散射中心點(diǎn)的坐標(biāo)和場強(qiáng)。

12、可選地，所述對所述目標(biāo)本體生成的等離子體鞘套進(jìn)行射線追蹤，確定射線的軌跡，包括：

13、對所述目標(biāo)本體的三維幾何模型和等離子體鞘套進(jìn)行剖分，得到若干網(wǎng)格；

14、采用等離子體中的haselgrove方程求解得到所述射線的軌跡；所述軌跡中包括該軌跡所途徑的第一網(wǎng)格的坐標(biāo)。

15、可選地，所述確定所述射線的軌跡與所述目標(biāo)本體的相交點(diǎn)，包括：

16、確定所述第一網(wǎng)格的第一網(wǎng)格參數(shù)和所述目標(biāo)本體所途徑的第二網(wǎng)格的第二網(wǎng)格參數(shù)；

17、判斷是否存在所述第一網(wǎng)格參數(shù)與所述第二網(wǎng)格參數(shù)相同；

18、若判斷結(jié)果為是，則將所述射線的軌跡與所述目標(biāo)本體相交，并在該第一網(wǎng)格參數(shù)對應(yīng)的第一網(wǎng)格中確定相交點(diǎn)。

19、可選地，所述在所述相交點(diǎn)包含所述散射中心點(diǎn)時(shí)，將所述相交點(diǎn)所在的射線在傳播路徑上產(chǎn)生的雙程衰減和相移疊加到該散射中心點(diǎn)上，得到等離子體電磁特性調(diào)制后的散射中心的耦合后場強(qiáng)，包括：

20、對所述目標(biāo)本體的三維幾何模型和等離子體鞘套進(jìn)行剖分，得到若干網(wǎng)格；

21、確定所述相交點(diǎn)所在的目標(biāo)網(wǎng)格；

22、判斷所述目標(biāo)網(wǎng)格中是否存在與所述散射中心點(diǎn)的坐標(biāo)相同的坐標(biāo)；

23、若判斷結(jié)果為是，則確定所述相交點(diǎn)包含所述散射中心點(diǎn)，并根據(jù)獲取到的電磁波頻率、等離子體碰撞頻率、等離子體諧振頻率和真空中磁導(dǎo)率，計(jì)算得到雙程衰減常數(shù)和相移常數(shù)；

24、根據(jù)所述雙程衰減常數(shù)和所述相移常數(shù)，得到所述相交點(diǎn)包含的散射中心點(diǎn)的所述耦合后場強(qiáng)。

25、可選地，所述雙程衰減常數(shù)通過如下公式計(jì)算得到：

26、

27、所述相移常數(shù)通過如下公式計(jì)算得到：

28、

29、其中，α為所述雙程衰減常數(shù)；β為所述相移常數(shù)；ω為電磁波頻率；ν為等離子體碰撞頻率；ωp為等離子體諧振頻率；μ0為真空中磁導(dǎo)率；ε0為真空中介電常數(shù)；

30、所述耦合后場強(qiáng)通過如下公式計(jì)算得到：

31、e＝e0e-αz-jβz

32、其中，e為所述耦合后場強(qiáng)；e0為該散射中心點(diǎn)的場強(qiáng)，z為傳輸距離，j為虛數(shù)單位。

33、可選地，所述根據(jù)該散射中心點(diǎn)的坐標(biāo)和所述耦合后場強(qiáng)，確定等離子體繞流場包覆所述目標(biāo)本體的電磁特性數(shù)據(jù)，包括：

34、利用該散射中心點(diǎn)的坐標(biāo)和所述耦合后場強(qiáng)，得到耦合散射中心數(shù)據(jù)；

35、將所述耦合散射中心數(shù)據(jù)輸入幾何繞射理論模型中，輸出等離子體繞流場包覆所述目標(biāo)本體的電磁特性數(shù)據(jù)。

36、第二方面，本發(fā)明提供了一種等離子體繞流場包覆目標(biāo)的電磁特性獲取裝置，包括：

37、運(yùn)算模塊，用于基于高頻電磁建模方法確定目標(biāo)本體的散射中心數(shù)據(jù)；其中，所述散射中心數(shù)據(jù)包括散射中心點(diǎn)的坐標(biāo)和場強(qiáng)；

38、軌跡確定模塊，用于對所述目標(biāo)本體生成的等離子體鞘套進(jìn)行射線追蹤，確定射線的軌跡；

39、耦合模塊，用于確定所述射線的軌跡與所述目標(biāo)本體的相交點(diǎn)；并在所述相交點(diǎn)包含所述散射中心點(diǎn)時(shí)，將所述相交點(diǎn)所在的射線在傳播路徑上產(chǎn)生的雙程衰減和相移疊加到該散射中心點(diǎn)上，得到等離子體電磁特性調(diào)制后的散射中心的耦合后場強(qiáng)；

40、所述運(yùn)算模塊，還用于根據(jù)該散射中心點(diǎn)的坐標(biāo)和所述耦合后場強(qiáng)，確定等離子體繞流場包覆所述目標(biāo)本體的電磁特性數(shù)據(jù)。

41、第三方面，本發(fā)明實(shí)施例還提供了一種計(jì)算設(shè)備，包括存儲器和目標(biāo)處理器，所述存儲器中存儲有計(jì)算機(jī)程序，所述目標(biāo)處理器執(zhí)行所述計(jì)算機(jī)程序時(shí)，實(shí)現(xiàn)本說明書任一第一方面所述的方法。

42、第四方面，本發(fā)明實(shí)施例還提供了一種計(jì)算機(jī)可讀存儲介質(zhì)，其上存儲有計(jì)算機(jī)程序，當(dāng)所述計(jì)算機(jī)程序在計(jì)算機(jī)中執(zhí)行時(shí)，令計(jì)算機(jī)執(zhí)行本說明書任一第一方面所述的方法。

43、第五方面，本發(fā)明實(shí)施例還提供了一種計(jì)算機(jī)程序產(chǎn)品，包括計(jì)算機(jī)指令，所述計(jì)算機(jī)指令被處理器執(zhí)行時(shí)實(shí)現(xiàn)本說明書任一第一方面所述的方法的步驟。

44、本發(fā)明提供了一種等離子體繞流場包覆目標(biāo)的電磁特性獲取方法和裝置，該方法采用高頻電磁建模方法，計(jì)算目標(biāo)本體的散射中心數(shù)據(jù)；然后根據(jù)非均勻等離子體中射線追蹤法計(jì)算射線軌跡，并找到射線與目標(biāo)本體的相交位置；其次判斷該位置是否包含散射中心點(diǎn)，若該位置包含散射中點(diǎn)，則將該射線在傳播路徑上產(chǎn)生的雙程衰減和相移疊加到散射中心上，作為該位置上新的散射中心；最后根據(jù)幾何繞射理論模型合成等離子體繞流場包覆目標(biāo)的電磁散射特性數(shù)據(jù)。如此，即便射線可能會多次與目標(biāo)本體相交，也無需重復(fù)計(jì)算射線的反射方向和場強(qiáng)，解決了基于等離子體繞流場包覆目標(biāo)電磁散射特性計(jì)算效率低以及不能進(jìn)行工程化應(yīng)用的問題，實(shí)現(xiàn)等離子體繞流場包覆目標(biāo)電磁特性準(zhǔn)確、快速的獲取。