[发明专利]电磁涡旋合成孔径雷达回波信号仿真方法及装置

说明书

本公开涉及一种电磁涡旋合成孔径雷达回波信号仿真方法及装置，所述方法包括：获取雷达系统的仿真参数；根据获取的所述仿真参数，确定目标场景区域的场景参数；根据所述仿真参数和所述场景参数，获取电磁涡旋合成孔径雷达仿真回波信号。本公开提出了一种适用于携带有轨道角动量的电磁涡旋波作为雷达发射信号的回波仿真方法，利用本公开的方法能够准确地描绘出电磁涡旋合成孔径雷达系统回波信号，为实现电磁涡旋合成孔径雷达成像处理奠定模型基础。

技术领域

本公开涉及雷达技术领域，具体地，涉及一种电磁涡旋合成孔径雷达回波信号仿真方法。

背景技术

合成孔径雷达(Synthetic Aperture Radar,SAR)卫星近些年来发展迅速，由于SAR卫星不受天气、地理、时间等因素的限制，能够对地进行全天时、全天候的观测，且具有一定的穿透力，因而被广泛的应用于军事侦察、地形测绘、资源探测、海洋观测、生态监测、自然灾害监测、快速救援等方面。

合成孔径雷达仿真技术是一种用仿真的方法来研究SAR系统的技术，它在SAR的研制工作中，具有十分重要的作用。仿真结果的逼真度和仿真运算效率是制约SAR仿真技术实际应用的两个核心因素，而这两大要素均与SAR回波仿真这一SAR仿真中的关键步骤密切相关。

相关技术中，SAR回波仿真是将普通的雷达电磁信号作为雷达发射信号进行仿真，仅能得到普通的雷达电磁信号的回波信号。

发明内容

本公开的目的是提供一种电磁涡旋合成孔径雷达回波信号仿真方法，以解决相关技术中的问题。

为了实现上述目的，第一方面，本公开提供一种电磁涡旋合成孔径雷达回波信号仿真方法，所述方法包括：

获取雷达系统的仿真参数，所述仿真参数信息至少包括：雷达的工作参数以及载机设备的运行参数，其中，所述雷达的工作参数以下参数中的一者或多者：天线工作频率，天线中心视角，发射信号的信号带宽，发射信号的信号采样率，发射信号的脉冲重复频率，发射信号的脉冲宽度，发射信号波长，雷达开机工作时间，轨道角动量模式数以及圆环天线半径，所述轨道角动量大于0；所述载机设备的运行参数至少包括：所述载机设备的飞行速度、飞行高度；

根据获取的所述仿真参数，确定目标场景区域的场景参数，所述场景参数以下参数中的一者或多者：距离向点目标数目，方位向点目标数目，距离向点目标间隔和方位向点目标间隔，各目标散射系数；

根据所述仿真参数和所述场景参数，获取电磁涡旋合成孔径雷达仿真回波信号。

可选地，所述根据所述仿真参数和所述场景参数，获取含有电磁涡旋相位的回波信号的步骤包括：

根据所述仿真参数和所述场景参数，获取点目标k在各个采样时刻的回波信号幅度值和相位值；

根据点目标k在各个采样时刻的回波信号幅度值和相位值，获取所述点目标k返回的电磁涡旋合成孔径雷达仿真回波信号。

可选地，所述点目标k在各个采样时刻的回波信号幅度值包括：各个方位时刻t⁽ⁱ⁾的回波信号幅度值A_k⁽ⁱ⁾；

所述各个采样时刻的回波信号相位值包括：各个方位时刻t⁽ⁱ⁾和距离时刻τ^(j)的回波信号相位值φ_k^(i,j)；

所述点目标k返回的含有电磁涡旋相位的回波信号为：

S_Echo^(i,j)_k＝A_k⁽ⁱ⁾×exp{φ_k^(i,j)}