[发明专利]一种三维凸目标的单站量子雷达散射截面预测方法

说明书

本发明公开了一种三维凸目标的单站量子雷达散射截面预测方法，包括以下步骤：1)导入凸目标的几何模型：将凸目标的几何模型导入网格剖分软件，进行离散化处理，生成stl格式的网格文件，然后根据stl格式的网格文件，一一读取出网格模型的节点坐标值，面元与法向信息；2)凸目标的投影横截面积计算；3)凸目标的量子雷达散射截面计算。本发明通过对任意三维凸目标的投影横截面积计算关键技术的突破，基于投影、空间旋转变换、面元三角化与面积求和的步骤，建立了可以处理任意三维凸目标的单站量子雷达散射截面计算方法，首次将量子雷达散射截面计算处理范围从之前的二维拓展到三维，大大提升了原有计算方法的适用范围与实用性。

技术领域

本发明涉及量子雷达技术，尤其涉及一种三维凸目标的单站量子雷达散射截面预测方法。

背景技术

近几年来，国际上量子雷达技术发展迅猛。然而，有关量子雷达目标特性领域的进展却不多。尤其是量子雷达散射截面(quantum radar cross section，QRCS)计算方法，国际上一直都停留在只能处理二维目标的技术水平。只有解决了三维目标的量子雷达散射截面计算难题，尤其是其中最为重要的单站量子雷达散射计算，量子雷达目标特性领域才能真正走向实用化。而凸目标则是三维目标中最为典型的低散射目标，不仅在学术上是必须解决的第一步和最重要一步，同时在实用性方面也是具有较大价值，量子雷达探测的隐身目标往往是凸目标或以凸目标特征为主。

发明内容

本发明要解决的技术问题在于针对现有技术中的缺陷，提供一种三维凸目标的单站量子雷达散射截面预测方法。

本发明解决其技术问题所采用的技术方案是：一种三维凸目标的单站量子雷达散射截面预测方法，包括以下步骤：

1)导入凸目标的几何模型：将凸目标的几何模型导入网格剖分软件，进行离散化处理，生成stl格式的网格文件，然后根据stl格式的网格文件，一一读取出网格模型的节点坐标值面元与法向信息；

2)凸目标的投影横截面积计算；

2.1)投影；将凸目标表面原子坐标沿入射方向的垂直平面进行投影计算，

得到：

其中，P为投影矩阵，表示沿着设定的入射方向进行投影；

2.2)对得到的投影坐标点进行空间旋转变换，得到了投影横截面积A_⊥(θ_i,Φ_i)的二维化坐标点集，其中θ_i、Φ_i分别为入射俯仰角和入射方位角；

其中，R′(Φ)，R′(θ)分别表示沿着方位角和俯仰角的旋转变换矩阵；

2.3)根据二维化坐标点集，对所有点集进行三角化处理，找出其外轮廓，以便于将这p个的三角形面积Δs_j进行无重复叠加，即得到最终的投影横截面积；

3)凸目标的量子雷达散射截面计算

3.1)遮挡判断处理

根据网格模型的面元法向信息，对面元的法向与入射方向进行内积运算，如果内积>0，则该面元处于阴影区区域，判断其处于被遮挡的状态；如果内积小于或等于0，则该面元处于照明区域；取照明区域的面元及其顶点坐标参与后续计算；

3.2)量子雷达散射截面曲线计算；

量子雷达散射截面曲线采用如下公式进行计算，

其中，和分别是入射方向和散射方向，对于单站情况，