[发明专利]一种利用外推获得具有多次散射目标远场RCS的方法

说明书

技术领域

本发明涉及一种近场-远场雷达散射截面(RCS)外推方法，特别是针对具有多次散射目标体的近远场变换处理方法，属于散射测量领域。

背景技术

文献“An improved image-based circular near-field to far-field transformation,IEEE Transactions on antennas and propagation,2013,61(2),p989-993”公开了一种基于合成孔径成像的RCS(Radar Cross Section)外推技术原理，该技术是假设目标的空间反射率分布函数不受照射条件变化的影响，是目标本身的客观特性。基于此近似处理，外推技术可应用于近似不需要双站信息的场合，通过ISAR成像获知目标散射率分布，从而确定目标散射，此过程使用了散射中心模型，即忽略了各散射中心的多次耦合。文献所述方法仅根据单站近场散射数据去推算远场的单站RCS，所有的双站信息都没有被采用，这样使得对具有多次散射目标的外推结果误差较大。在理论上，根据近远场散射之间的链条关系，从近场信息评估远场RCS时需要完备的双站散射信息。

发明内容

要解决的技术问题

为了克服针对孤立点散射中心模型所提出的外推方法，在计算复杂耦合目标时性能下降，带来较大误差的问题。本发明提出一种基于多次散射目标的近远场外推方法。

技术方案

本发明提出一种基于近场完备双站信息的近场散射外推方法。该方法首先在获取目标全角域的近场双站散射信息后，对各角度下采集的近场散射数据进行外推处理，然后根据互易定理，将外推后的数据等效为“远场发射、近场接收”数据。接下来对该数据再进行一次外推，使其满足“远场发射、远场接收”的条件，最后取出对角线上的元素获得各角度的远场RCS。

一种基于多次散射目标的近远场外推方法，其特征在于步骤如下：

步骤1：在测量半径满足近场条件R＜2D²/λ的空间内，对待测目标进行散射测量得到完备的近场双站散射数据E^NN(θ_tN,θ_rN)，E^NN(θ_tN,θ_rN)采用矩阵形式表示；其中，上标NN表示近场发射、近场接收；θ_tN表示各发射角度，范围为-180°～180°，间隔为1°，t＝1,2,……,361；θ_rN表示各接收角度，范围为-180°～180°，间隔为1°，r＝1,2,……,361；

步骤2：采用基于合成孔径成像的外推算法，将E^NN(θ_tN,θ_rN)的每一行作外推计算得到E^NF(θ_tN,θ_rF)；其中，上标NF表示近场发射、远场接收；

步骤3：根据互易定理，将步骤2得到的外推数据EN^F(θ_tN,θ_rF)等效为E^FN(θ_rN,θ_tF)；其中，上标FN表示远场发射、近场接收；

步骤4：采用基于合成孔径成像的外推算法，将E^FN(θ_rN,θ_tF)的每一列作外推计算得到E^FF(θ_rF,θ_tF)；其中，上标FF表示远场发射、远场接收；

步骤5：提取E^FF(θ_rF,θ_tF)矩阵对角线数据，即为各角度下的后向单站RCS。

有益效果

本发明提出的一种基于多次散射目标的近远场外推方法，由于采用了目标近场完备的双站信息，考虑到散射体其它方向散射场的波谱对某个方向散射总场的贡献，提出“多发多收”模式下的外推方法。用电磁仿真软件FEKO对二面角和腔体目标结构进行仿真，并通过Matlab软件进行外推计算，结果表明外推远场RCS与远场RCS吻合良好，在耦合区均值误差均小于0.5dB。在工程应用中对于具有多次散射的复杂目标RCS计算具有较高的精度。

附图说明

图1：本发明的处理流程图

图2：(a)二面角的几何模型；(b)二面角的矩形直腔

图3：二面角结构外推远场RCS及远场RCS比较