[发明专利]一种用于海面低角目标雷达的信号反射场计算方法

说明书

一种用于海面低角目标雷达的信号反射场计算方法，它采用迭代的方式，通过将目标函数设为入射角度与反射角度的比值对数，进一步将设定的雷达离反射点距离的初始值逐步迭代，变成最接近实际值的雷达离反射点距离，从而实现了在只规定了雷达天线高度、目标高度和雷达与目标之间的距离时，精确计算规定反射点的位置。此外，还通过将反射系数设为地面反射系数、扩散因子和镜面散射因子的乘积，进一步有效的确定了信号反射场的反射系数，达到了精准计算信号反射场的目的。

技术领域

本发明涉及一种信号反射场计算方法，特别是一种用于海面低角目标雷达的信号反射场计算方法。

背景技术

在自由空间中，雷达波到达目标只有一条射线，即直射线；但在海平面上，雷达与目标之间除了直射线外，还有海面反射线，如附图1所示。在低角掠式投射时，天线在直射线方向和反射线方向的方向性几乎是相同的，目标的反射RCS也几乎是不变的，所以反射线与直射线的场强度可以比拟，在这两条射线的强干涉之下，接收场呈现随距离变化的强烈起伏。

在雷达天线高度和目标高度确定的情况下，如果规定了雷达离反射点距离和目标与反射点距离，那么利用现有的公式就可以求出直射线、反射线各个参数。但是如果只规定了雷达天线高度、目标高度和雷达与目标之间的距离，则无法解析地规定反射点的位置，即解析地确定雷达离反射点距离和目标与反射点，直射线和反射线的参数就很难计算。

因此，需要研究一种用于海面低角目标雷达的信号反射场计算方法，能够在只规定了雷达天线高度、目标高度和雷达与目标之间的距离时，精确计算规定反射点的位置，并能够确定信号反射场的反射系数。

发明内容

本发明的目的是克服现有技术的上述不足而提供一种用于海面低角目标雷达的信号反射场计算方法，能够在只规定了雷达天线高度、目标高度和雷达与目标之间的距离时，精确计算规定反射点的位置，并能够确定信号反射场的反射系数。

本发明的技术方案是：

一种用于海面低角目标雷达的信号反射场计算方法，包括如下步骤：

第一步，选择雷达离反射点距离的初始值，用雷达的视线距离和目标的视线距离，确定初始值，即雷达离反射点距离的初始值为：雷达的视线距离除以雷达的视线距离和目标的视线距离之和后再乘以雷达与目标之间的距离；

第二步，选择目标函数，采用迭代的方式，计算出雷达离反射点距离；

第三步，将雷达与目标之间的距离与雷达离反射点距离，代入公式计算出目标离反射点距离；

第四步，将雷达离反射点距离、目标离反射点距离及雷达与目标之间的距离，代入公式计算出直射线和反射线的参数；

第五步，将雷达离反射点距离、目标离反射点距离及雷达与目标之间的距离，代入反射系数计算公式计算出反射系数。

进一步地，所述目标函数为入射角度与反射角度的比值对数，利用雷达离反射点距离的初始值代入公式算出入射角度与反射角度的比值函数；规定一定的误差值，对目标函数逐级趋零迭代，当目标函数绝对值小于误差值时，此时的雷达离反射点距离则认为是真实距离。

进一步地，所述反射系数为地面反射系数、扩散因子和镜面散射因子的乘积，所述扩散因子为球面扩散因子；它们均可由雷达离反射点距离、目标离反射点距离及雷达与目标之间的距离计算得出。

进一步地，所述迭代的方式为梯度下降法、牛顿法和拟牛顿法、共轭梯度法、启发式优化法、拉格朗日乘数法中的一种。

进一步地，所述选择雷达离反射点距离的初始值为：

进一步地，所述目标函数为：ln(θ₁/θ₂)。

进一步地，所述反射系数公式为：