[发明专利]一种基于多频散射建模的昆虫尺寸测量方法

权利要求书

1.一种基于多频散射建模的昆虫尺寸测量方法，其特征在于，包括如下步骤：

步骤一，多波段散射截面积RCS数据获取：

采用多波段雷达系统探测待测昆虫，获得共N个频点的散射信号，其中，每个波段的频点数不小于10个；各频点对应的对数频率为dBf_n＝10log₁₀(f_n)，f_n为第n个频点的频率值，n＝1～N；针对第n个频点，获得待测昆虫对应的全极化散射矩阵：

其中,为水平极化分量，为垂直极化分量，和为交叉极化分量；

将该雷达全极化散射矩阵S_n，代入下式中：

σmax(dBfn)=|12(|Shhn+Svvn|+|Shhn-Svvn|2+4|Svhn|)|2]]>

得到第n个频点的散射截面积RCS最大值的测量数据σ_max(dBf_n)；遍历N个频率点，得到各频率点对应的散射截面积RCS最大值的测量数据；

步骤二，基于最小二乘意义的搜索分别获得参数dBf₀和K的估计和具体为：

1)、分别设定参数dBf₀和K的搜索区间和搜索间隔；其中，dBf₀表示散射截面积RCS最大值时的对数频率，K是影响散射的绝对强度的变量，表示目标在dBf₀时的散射截面积RCS；利用电磁仿真软件仿真昆虫在不同波段的散射特性，得到的σ_max关于对数频率dBf的起伏特性由以下分段函数近似表达：

σmax=F(dBf)|dBf0,K=-3.3×(dBf-dBf0)1.5+KdBf≤dBf0|dBf-dBf0-3.3|1.60.9623+K-3.3dBf0<dBf≤(dBf0+3.3)|dBf-dBf0-3.3|1.21.5513+K-3.3(dBf0+3.3)<dBf≤(dBf0+4.4)-0.35×dBf+K-4.7607+0.35×(dBf0+4.4)(dBf0+4.4)<dBf---(5)]]>

2)、针对每一个频率点对应的对数频率dBf，选取参数dBf₀和K在各自搜索区间内的一组参数，从公式(5)中找到当前对数频率下σ_max对应的函数表达式，将当前对数频率、选取的参数dBf₀和K值代入找到的σ_max函数表达式中，得到当前对数频率下的σ_max计算值，将该计算值与步骤一获得的对应频率点的σ_max测量值相减，得到误差值，再将误差值求平方；遍历所有对数频率点，得到各个频率点对应的误差值的平方，最后，对所有误差值的平方求和；

3)、采用2)的方法，按照设定的搜索间隔，在各自的搜索区间内不断更换dBf₀和K，得到对应的误差值平方的和值，选取使和值最小时对应的一组参数dBf₀和K的估计和

步骤三，昆虫尺寸计算：

将估计结果代入下式中：

a=70.246×10-dB^f0/10+0.482---(6)]]>

得到昆虫的长度2a；

将代入到下式中：

V=(58510×10K^/10-2.89)4/3---(7)]]>

得到昆虫体积V；

同时根据椭球的体积公式计算得到昆虫宽度2b：

b=3V4πa---(11).]]>

2.如权利要求1所述的一种基于多频散射建模的昆虫尺寸测量方法，其特征在于，所述多波段雷达系统覆盖X波段、Ku波段和Ka波段,每个波段带宽不小于2GHz。