[发明专利]一种微动锥体目标雷达回波信号的仿真方法

说明书

本发明公开了一种微动锥体目标雷达回波信号的仿真方法，涉及雷达目标特性仿真技术领域，该方法能够以成本更低、更高效的方式，获得还原度较高的微动锥体目标雷达回波信号的仿真数据。本发明的技术方案包括如下步骤：设置锥体目标的三维模型。选定用于仿真的雷达信号参数，对锥体目标模型进行电磁仿真计算，改变入射角从0°到180°，按照等间隔采样进行电磁仿真计算，得到全视角电磁仿真数据。根据微动类型和微动参数，计算雷达发射电磁波对锥体目标入射角变化的时间序列。根据入射角变化时间序列，从全视角电磁仿真数据中抽取对应入射角度的回波数据，按时间顺序进行排列得到锥体目标的雷达回波信号的仿真数据。

技术领域

本发明涉及雷达目标特性仿真技术领域，具体涉及一种微动锥体目标雷达回波信号的仿真方法。

背景技术

微动是指目标在飞行过程中出现的小幅度、高频率、周期性往复运动，例如导弹的自旋、进动和章动均属于微动，由于微动能够对雷达信号产生明显的调制效应，一直被当作目标识别的重要手段。在导弹目标识别技术领域，锥体目标的微动特征一直是研究人员关注的热点，弹道导弹弹头及其用于掩护的诱饵通常采用光滑对称锥体的气动外形设计。

仿真是开展微动锥体目标雷达回波特性研究的重要途经，现有的仿真方法主要包括两类，第一类是将目标简化为由若干理想散射点组成，从而将目标的回波近似为散射点回波信号之和，具体仿真时，通过计算目标微动过程中每个散点的空间位置变化，得到散射点对雷达回波的调制方式，最终获取微动目标的雷达回波信号仿真数据。此类方法原理简单，计算量小，但是由于雷达信号与目标的调制机理较为复杂，实际散射中心往往与理想散射点模型存在差异，并且忽略了散射点遮挡、强弱变化等因素，因此这类仿真结果对真实情况的还原度较差。第二类方法首先制作与目标相近的三维数字模型或缩比实物模型，提前设置好目标微动变化的状态过程，再通过电磁仿真计算或微波暗室照射得到微动目标的雷达回波信号，这种方法还原度较高，但是缺点在于仿真场景设置复杂，仿真过程耗时长、运算量大，需要专业的软硬件条件支撑，仿真成本较高。

因此目前亟需一种高效、且还原度较高的微动锥体目标雷达回波信号的仿真技术。

发明内容

有鉴于此，本发明提供了一种微动锥体目标雷达回波信号的仿真方法，能够以成本更低、更高效的方式，获得还原度较高的微动锥体目标雷达回波信号的仿真数据。

为达到上述目的，本发明的技术方案包括如下步骤：

S1、设置锥体目标的三维模型。

S2、选定用于仿真的雷达信号参数，对锥体目标模型进行电磁仿真计算，改变入射角从0°到180°，按照等间隔采样进行电磁仿真计算，得到全视角电磁仿真数据。

S3、根据微动类型和微动参数，计算雷达发射电磁波对锥体目标入射角变化的时间序列。

S4、根据入射角变化时间序列，从全视角电磁仿真数据中抽取对应入射角度的回波数据，按时间顺序进行排列得到锥体目标的雷达回波信号的仿真数据。

进一步地，设置锥体目标的三维模型，包括设置锥体的高、锥顶球半径、锥底半径以及半锥角参数。

进一步地，选定用于仿真的雷达信号参数，对锥体目标模型进行电磁仿真计算，改变入射角从0°到180°，按照等间隔采样进行电磁仿真计算，得到全视角电磁仿真数据，具体包括：

将用于仿真的雷达信号参数设置为从9GHz至11GHz每隔16MHz一个频点，改变用于仿真的雷达信号的入射角从0°到180°，按照0.1°采样间隔进行电磁仿真计算，得到全视角电磁仿真数据。

进一步地，全视角电磁仿真数据为129×1801的复数矩阵，包含了锥体目标在1801个不同入射角条件下的宽带回波仿真数据，其中每个宽带回波仿真数据为对应入射角下各频点回波仿真数据组成的129×1维的复数向量，单个频点回波仿真数据的实部和虚部则分别表示雷达所在位置的电场强度和磁场强度。