[发明专利]任意几何配置的机载双基地雷达杂波模型建模方法

说明书

技术领域

本发明属于雷达技术领域，具体涉及机载双基地雷达杂波抑制与空时自适应处理技术。

背景技术

机载双基地雷达由于收发分置而有着很多突出的优点，使其得到快速发展和广泛的应用，并成为当今雷达领域的研究热点之一，它能获取目标的非后向散射信息，具有作用距离远、抗低空突防、隐蔽性和抗干扰性强等特点。由于机载双基地雷达接收站不含大功率器件，其功耗低、体积小、重量轻，便于多种类型的飞机携带，造价较低。总之，机载双基地雷达作为一种空间对地观测的新手段，在民用和军用领域都有着广阔的发展空间。

对于机载双基地雷达系统，同一距离门内的回波是到接收站及发射站距离和相等的散射点上的回波，在某一时刻，空间中所有到接收站和发射站距离和相等的点的集合构成一个椭球面。由于接收站和发射站的飞行高度以及位置的任意性，实际的椭球面是一个非标准椭球，因而该椭球面与地面的交线为一非标准椭圆（即椭圆的几何中心不在坐标原点或者椭圆的对称轴不是坐标轴），从而导致地面等距离和椭圆上点的坐标难以求解。在文献“Comparison between monostatic and bistatic antenna configuration for STAP，IEEE Trans Aero and Elect Sys，AES-36，596-608，April2000”中，建立了接收站和发射站航迹呈直线、平行、垂直和交叉4类场景的几何模型，但该模型要求接收站在地面上的投影点位于坐标原点，并针对接收站在X轴方向运动；在文献“双基地机载预警雷达空时二维杂波建模及杂波特性分析，电子学报，2001，29(12)：1940～1943”中，建立了接收站和发射站沿同一航向的几何模型，但此模型只适用于接收站和发射站等高度的几何配置。上述模型只针对几类特殊的机载双基地雷达几何配置，不能应用于在任意几何配置下建立精确的杂波模型。

发明内容

本发明的目的是针对背景技术存在的缺陷，研究设计一种在任意几何配置下机载双基地雷达杂波模型建模方法，解决现有机载双基地雷达杂波建模方法几何配置单一，无法实现实际应用中机载双基地雷达几何配置任意性的问题。

本发明的解决方案是采用坐标变换，利用地面等距离和非标准椭圆解出其对应的标准椭圆，然后获得标准椭圆上点的坐标，最后对此坐标进行旋转和平移变换便可得到非标准椭圆上点的坐标，该方法有效解决了在实际应用中接收站和发射站几何配置的任意性导致多普勒表达式中方位角和俯仰角难以求解的问题，从而实现对任意几何配置机载双基地雷达杂波模型建模。

为了方便描述本发明的内容，首先对以下术语进行解释：

术语1：基线

基线是指机载双基地雷达中接收站和发射站的连线在地面上的投影。

术语2：地面等距离和

等距离和是指地面到接收站和发射站距离之和相等的点。

术语3：标准椭圆

在直角坐标系中，标准椭圆指的是椭圆的几何中心为坐标原点，对称轴为坐标轴的椭圆。

术语4：任意几何配置

任意几何配置是指机载双基地雷达中接收站和发射站的位置以及飞行方向的任意性。

本发明提出了一种任意几何配置机载双基地雷达杂波模型建模方法，具体包括步骤：

步骤一：机载双基地雷达系统参数初始化，

发射站的位置记为(x_T,y_T,z_T)，其中，x_T、y_T、z_T分别为发射站的x轴坐标、y轴坐标及z轴坐标；接收站的位置记为(x_R,y_R,z_R),其中，x_R、y_R、z_R分别为接收站的x轴坐标、y轴坐标及z轴坐标；发射站和接收站的速度分别记为V_T和V_R，发射站和接收站的飞行方向与基线的夹角分别为δ_T和δ_R，某一固定时刻地面等距离和椭圆上参考点坐标记为(x,y)；

步骤二：计算地面等距离和非标准椭圆的方程，

根据椭球的定义，到接收站和发射站距离和相等的椭球面为：