[发明专利]一种基于非均匀波的角度域电磁散射特性合成方法

说明书

本发明的一种基于非均匀波的角度域电磁散射特性合成方法包括：首先，根据目标几何外形参数确定沿非均匀波观测方向的最大长度L；同时，根据均匀平面波观测角度变化方向确定目标的最大横向尺寸D；其次根据目标最大长度L确定可合成的均匀平面波散射特性观测角度范围；根据目标最大横向尺寸D以及观测角度范围确定要求的非均匀波最小合成阶数N，并计算中心观测角下0～N阶的非均匀波散射函数；最后利用计算的0～N阶非均匀波散射函数合成其它角度下均匀平面波RCS。本发明的基于非均匀波的角度域电磁散射特性合成方法解决了目标电磁散射特性角度域变换问题，具有对目标不同观测角度下的散射特性进行压缩，大幅降低目标特性数据的存储要求的优点。

技术领域

本发明涉及目标电磁散射特性分析和特征提取方法，具体涉及一种基于非均匀波的角度域电磁散射特性合成方法。

背景技术

一般情况，目标的散射特性随观测角度的快速变化，目前，不同观测角下的目标的散射特性一般采用逐点采样方法，采样的目标电磁特性数据量较大，导致计算或测量工作量巨大，对目标特性数据的存储压力也较大。

如何降低角度域电磁散射特性采样量是人们急需解决的一个重要问题，国内外学者做了大量的工作，提出了基于积分方程的模型估计(简称MBPE)、渐近波形估计(简称AWE)、和梅利等方法。

代表性参考文献如下：

张晓燕等2015年发表在《北京理工大学学报》上的非专利文献“目标后向散射RCS基于MBPE均匀采样的快速计算”公开了目标雷达散射截面(Radar Cross-Section，简称RCS)的空、频两域的MBPE均匀采样方案，在空间域，提出基于球面波角谱空间展开的宽角度采样方案，提出先在低频段上训练不同入射角下的采样经验，然后再在高频段上进行MBPE插值计算。数值结果表明，在空间域，MBPE的采样点数一般仅为快速多极子采样点数的1/2，并随插值角度范围的缩小而减少。该方法基于球面波角谱，未涉及到非均匀波的应用。

陈文锋等2014年发表在《微波学报》上的非专利文献“一种雷达目标宽角域散射的快速分析方法”公开了一种新型自适应积分方法结合梅利逼近技术快速分析目标空域散射特性的方法，该方法利用高斯插值算子求解投影系数，更容易编程实现，对于宽角域散射问题，利用梅利逼近计算目标在其他角度下上的RCS，在保证低误差的情况下，该方法在内存需求和计算时间上有明显改善，该方法基于梅利逼近，也未涉及到非均匀波的应用。

韩国栋等2009年发表在《微波学报》上的非专利文献“AMCBFM-MBPE快速分析三维目标的宽带宽角散射特性”公开了一种自适应修正特征基函数法(AM-CBFM)与基于模型参数估(MBPE)的技术结合来构造一种快速分析三维目标体宽带宽角电磁特性的混合算法，比逐点计算目标体电磁特性的传统方法明显减少了采样点的数目，但未涉及到非均匀波的应用。

由于本发明专利基于非均匀波，以下给出了非均匀波及其散射函数的概念。

非均匀波是指波前阵面上场强分布不均匀的电磁波。为便于分析，人们可对其进行一维方向的幂级数展开，不同幂级数表示不同阶的非均匀波。不失一般性，假定非均匀波传播方向为坐标系-X轴方向，电场极化方向设为坐标系+Z轴方向，Y轴方向按右手法则确定，且假定场强变化沿Y轴方向，则m阶非均匀波在波前阵面上的场强分布可写为

E(y)＝E_my^m (1)

式中，E_m为m阶非均匀波场强变化的系数。

对一维非均匀波的散射，可定义对应的非均匀波散射函数