[发明专利]一种基于电磁散射的高频近似法的模拟合成孔径雷达

权利要求书

1.一种基于电磁散射的高频近似法的模拟合成孔径雷达，其特征在于：所述模拟合成孔径雷达包括有雷达参数模块（10）、位置解析模块（20）、散射电场计算模块（30）、发射信号产生模块（40）和回波生成模块（50）； 

雷达参数模块（10）用于产生雷达仿真参数，所述雷达仿真参数包括有雷达状态参数电场相位参数f₂＝{t_d,N_r,λ，F}和雷达脉冲参数f₃＝{B,T,K,F,λ}； 

位置解析模块（20）用于接收雷达参数模块（10）输出的雷达状态参数通过坐标矢量运算解析出各个发射脉冲时刻雷达相对于目标中心的相对矢径，并将这个相对矢径由直角坐标形式转换为球坐标形式

散射电场计算模块（30）用于接收雷达参数模块（10）输出的电场相位参数f₂＝{t_d,N_r,λ，F}，以及位置解析模块（20）的输出结合边界条件求解STRATTON-CHU方程，计算在各个发射脉冲时刻下，当发射脉冲信号为变单频平面波时的散射体表面的时域散射电场E_时域； 

发射信号产生模块（40）用于接收雷达参数模块（10）当中的雷达脉冲参数f₃＝{B,T,K,F,λ}，产生雷达所发射的调频脉冲信号lfmp，作为发射信号产生模块（40）的输出； 

回波生成模块（50）用于接收散射电场计算模块（30）的输出E_rτ以及发射信号产生模块（40）的输出lfmp，将二者做卷积得到离散时间的回波数据S_out。 

2.根据权利要求1所述的一种基于电磁散射的高频近似法的模拟合成孔径雷达，其特征在于：所述位置解析模块（20）具体执行三个步骤进行处理，即第一方面对雷达状态参数进行处理，得到各个发射脉冲时刻雷达在场景坐标系中的雷达位置P_sat；第二方面将雷达位置P_sat与雷达状态参数中的构建雷达相对于目标中心的相对矢径在场景坐标系下的相对矢径P_sat-tar；第三方面将P_sat-tar由直角坐标形式转换为球坐标形式

3.根据权利要求1所述的一种基于电磁散射的高频近似法的模拟合成孔径雷达，其特征在于：所述散射电场计算模块（30）具体执行四个步骤进行处理，即第一方面结合边界条件求解STRATTON-CHU方程，计 算当发射脉冲信号为变频率平面波时在散射体表面的频域散射电场E_频域；第二方面对E_频域左右各补N_a行列个零，将其扩展到N_a×N_r的二维矩阵E_fz；第三方面对E_fz添加线性相位，第k行第n列的元素乘以 其中n＝1,2,....,N_r，r_k是第k个脉冲发射时刻雷达与目标中心的距离，表示距离向频率中的第n个值；添加了相位之后的频域散射电场E_fzp为： 

其中n＝1,2.....,N_r；第四方面先要将E_fzp进行左右搬移，也就是互换E_fzp左右两边N_a行列的元素；然后对搬移后的矩阵逐行做傅里叶反变换，对反变换后的矩阵再进行一次左右搬移，搬移后即可得到时域形式的散射电场E_rτ，即目标的脉冲响应函数。 

4.根据权利要求1所述的一种基于电磁散射的高频近似法的模拟合成孔径雷达，其特征在于：所述回波生成模块50具体执行两个步骤进行处理，即第一方面将发射信号产生模块40的输出lfmp与散射电场计算模块30的输出E_rτ的每一行进行卷积；第二方面将S_conv的第列存入S的第一列，第列存入S的第二列，以此类推，直到将S_conv的第 列存入S的最后一列；这样就可得到最终的二维回波数据