[发明专利]一种不对称的雷达照射面积快速计算方法

说明书

本发明公开了一种不对称的雷达照射面积快速计算方法，包括如下步骤：步骤1，建立不对称的收发天线照射面积方程：步骤2，创建自适应的交叉照射面积快速数值计算方法。本发明提出了一种不对称的雷达照射面积快速计算方法，以雷达接收天线为基准建立直角坐标系，然后依据雷达收发天线架设的位置关系、入射波束与方位波束分别建立雷达收发天线近区与远区长轴不等、短轴相等的雷达照射面积方程，最后通过步长修正方法获得不同入射角度对应的计算步长，求解出不同入射角度对应的收发天线交叉照射面积。相对于原有方法，提高了双天线体制雷达照射面积的计算速度和精度，增加了单位时间内有效雷达回波数据的采集量。

技术领域

本发明属于雷达测量领域，特别涉及该领域中的一种测量雷达收发天线分离的雷达照射面积快速计算方法。

背景技术

雷达从体制上一般分为脉冲体制和连续波体制，脉冲体制雷达采用收发天线共用的方式，连续波体制雷达采用收发天线分离的方式。而雷达对地海面背景采集回波数据时，由位于雷达背景照射区域内的各散射元所产生。对于脉冲体制来说照射面积计算方法相对比较简单，当俯角比较小时，照射面积其中，R和φ_a分别为雷达至目标的距离和天线波束在方位平面上的宽度，c为电磁波在真空中的传播速度，τ为脉冲宽度，θ为俯角；当俯角接近于90度的情况下，照射面积其中φ_c为天线波束在仰角平面上的宽度。对于收发天线分离的雷达来说，照射面积属于收、发天线照射面积的交集区域，如图1所示，O₁和O₂分别属于发射天线与接收天线中心波束所在区域，O₁-T₁属于发射天线近3dB点波束照射面积，O₁-T₂属于发射天线远3dB点波束照射面积，O₂-R₁属于接收天线近3dB点波束照射面积，O₂-R₂属于接收天线远3dB点波束照射面积。从图1可知，近3dB波束照射面积小于远3dB点波束照射面积，差值随着入射角的增大而增加，同理，发射天线与接收天线交叉区域的照射面积也存在类似的现象，近3dB点交叉区域照射面积O-M明显小于远3dB点交叉区域照射面积O-N。

在计算交叉区域的照射面积过程中，常规的做法是将发射天线照射面积和接收天线照射面积分别等效为一个椭圆，发射天线椭圆的半长轴和半短轴分别为a_T和b_T，接收天线的半长轴和半短轴分别为a_R和b_R

b_T＝O1A

b_R＝O1B

其中，a_T＝a_R，b_T＝b_R。然后再用积分的方法求出交叉区域照射面积，参见1983年第2期《电波与天线》的《雷达照射面积的推导与计算》以及1993年第8卷第1期《电波科学学报》的《散射计等效照射面积的计算》的相关文章。而这种方法存在的问题是：①计算得到的双天线交叉照射面积比实际情况要大；②采用积分的方式，使得计算的实时性比较差，需要提前计算不同高度、不同入射角、不同波段对应的交叉区域照射面积大小，再采用查表的方式进行使用。

发明内容

本发明所要解决的技术问题就是提供一种精度高、速度快、不对称的雷达照射面积快速计算方法。

本发明采用如下技术方案：

一种不对称的雷达照射面积快速计算方法，其改进之处在于，包括如下步骤：

步骤1，建立不对称的收发天线照射面积方程：

步骤11，发射天线照射面积方程：

步骤111，计算发射天线近区照射面积椭圆方程半长轴a_jT