[发明专利]等离子体包覆目标雷达回波建模仿真方法

权利要求书

1.一种等离子体包覆目标雷达回波的建模仿真方法，其特征在于，包括如下步骤：

(1)建立再入段雷达目标的几何模型，对目标模型进行面元划分；

(2)根据雷达目标的几何模型、再入环境、再入速度和再入角度这些条件，从空间和时间两个方面建立等离子体鞘套的电磁参数，包括鞘套厚度d、等离子体电子密度n_e、碰撞频率ν，并对等离子体鞘套的参数进行面元划分；其中从空间和时间两个方面建立等离子体鞘套的电磁参数，实现步骤如下：

(2a)在空间分布上根据双指数函数，得到等离子体鞘套参数电子密度的分布：

其中，n_{e_max}为电子密度峰值，z为到目标表面的距离，a为峰值处到目标表面的距离，a₁、a₂为两个数值不同的形态参数；

(2b)将得到的电子密度分布沿目标外法线方向划分为多层，令每一层的参数数值不变；

(2c)时间上根据目标飞行状态的不同，采取不同的变化规律建立时变鞘套电子密度参数：即目标在加速状态，电子密度随时间增大，目标在减速状态，电子密度随时间减小，目标处于机动状态，电子密度近似随时间先增后减；

(2d)将鞘套电子密度参数的时间变化和雷达信号的采样时间相对应；

(3)根据信号处理的需要来选择射频雷达脉冲信号的种类，发射信号后开始进行采样；

(4)雷达脉冲信号照射到鞘套包覆目标上，信号散射形成散射电场，采用非均匀分层介质包覆情况下的PO算法，计算采样时刻t_m时等离子体包覆目标每个面元的散射电场E^s；

(5)根据计算出的采样时刻各面元散射电场E^s，计算该时刻各面元的后向散射系数：

其中，p表示第p个面元，Δs是面元的面积；表示入射电场，其由入射雷达脉冲信号决定，是入射信号单位方向矢量，E₀是入射信号电场强度，k_i是入射信号在自由空间的传播常数，r′为面元的位置矢量；

(6)根据雷达目标随时间的运动方程，确定在采样时刻目标各面元的位置和姿态，根据雷达和各面元之间的相对位置计算二者距离R_p，并计算未包覆等离子体鞘套时目标的回波相位；

(7)计算包覆等离子体鞘套时目标回波的最终相位：

(7a)根据等离子体鞘套在采样时刻的参数分布和高频信号的高穿透性，计算等离子体鞘套对雷达回波相位造成的偏移量

其中，z为雷达信号在等离子体鞘套中传播的距离，

为单位厚度的等离子体对回波信号造成的相位延迟，ω为入射信号的角频率，μ₀为真空中的磁导率，ε₀为真空中的介电常数，为等离子体频率，e为电子电量，m_e为电子质量；t_m为慢时间；

(7b)将相位偏移量叠加到(6)步中得到的回波相位上，得到最终的回波相位

(8)根据计算得到的各面元的后向散射系数σ_p和最终的回波相位计算得到采样时刻各面元的回波信号s_p(t_m)；

(9)将各面元的回波信号s_p(t_m)进行叠加合成，得到t_m这一时刻等离子体鞘套包覆目标总的雷达回波信号s(t_m)；

(10)进行下一次采样，重复(3)～(9)操作，直到采样结束。

2.根据权利要求1所述的方法，其特征在于，(3)中根据信号处理的需要选择射频雷达脉冲信号的种类，分为两种情况：

一是在不要求高分辨率的情况下，选择线调频窄带信号；

二是要求高分辨率的情况下，选择线调频宽带信号或者步进频脉冲信号。