[发明专利]一种高速临近空间飞行器的探测方法及系统

权利要求书

1.一种高速临近空间飞行器的探测方法，其特征在于：将飞行器自身产生的等离子体鞘套中发生的物理过程产生的信号用于对飞行器的探测，实现过程包括以下步骤，

1)获取针对高速临近空间飞行器的等离子体辐射的电磁波；

2)根据所述等离子体辐射的电磁波所携带的电磁特征，获取所述高速临近空间飞行器的飞行特征，其中，所述电磁特征包括频率、时延以及多普勒信息中的一种或组合；所述飞行特征包括距离、方位角、高度角、速度中的一种或组合；

在所述1)之前还包括：预先设置雷达接收机，具体为：

预先利用公式

在预设的条件下，计算高速临近空间飞行器产生的等离子体辐射的强度；其中，

P()为高速临近空间飞行器产生的等离子体辐射的强度；ω_pe为电子等离子体频率；v_Te是电子热运动速度；c为真空中的光速；E₀为等离子体辐射的电场强度；γ_i为离子绝热指数；T_i是离子温度；T_e是电子温度，k为波速，中间变量ω是等离子体辐射频率；θ是电波传播方向与磁场的夹角；ω_ce是电子磁旋频率；ln为以自然底数为底的对数函数；

利用公式，L＝32.44+20lg(D)+20lg(F)，计算等离子辐射的信号衰减，其中，

L为信号衰减，单位dB；D为等离子体辐射信号的传播距离，单位km；F为信号频率，单位MHz；lg为以10为底的对数函数；

高速临近空间飞行器产生的等离子体辐射的强度大于雷达接收机的背景噪声强度，等离子体辐射的信号衰减小于雷达接收机与信号之间的距离为D时，雷达接收机所能分辨出等离子体辐射出的信号时对应的衰减。

2.根据权利要求1所述的一种高速临近空间飞行器的探测方法，其特征在于：所述步骤1)包括以下步骤，

11)在接收机的带宽范围内接收电磁波信号，且所述高速临近空间飞行器的等离子体辐射的电磁波的频率范围位于所接收机的工作带宽范围内；

12)根据所述等离子体辐射的电磁波的强度特征，从所述电磁波信号中分离出所述高速临近空间飞行器的等离子体辐射的电磁波。

3.根据权利要求1所述的一种高速临近空间飞行器的探测方法，其特征在于：所述步骤2)利用三个接收天线的相位差进行飞行器的定位，包括以下步骤，

A21)测量所述等离子体辐射的电磁波到达各个接收天线的相位，进而获取各个接收天线之间的目标相位差；

A22)根据所述等离子体辐射的电磁波的波长与所述等离子体辐射的电磁波的相位差的积，计算各个接收天线到飞行器的距离；

A23)根据各个接收天线到飞行器的距离，利用空间几何坐标法获取飞行器的空间坐标；根据飞行器的空间坐标求解飞行器相对于设定坐标点的高度角、方位角以及斜距。

4.根据权利要求1所述的一种高速临近空间飞行器的探测方法，其特征在于：所述步骤2)利用三个接收天线的时间差进行飞行器的定位，包括以下步骤，

B21)测量所述等离子体辐射的电磁波到达各个接收天线的时刻，进而获取各个接收天线之间的时差；

B22)根据所述各个接收天线之间的时差、以及各个接收天线之间的距离，计算各个接收天线到飞行器的距离；

B23)根据各个接收天线到飞行器的距离，计算飞行器相对于设定坐标点的高度角、方位角以及斜距。

5.根据权利要求1所述的一种高速临近空间飞行器的探测方法，其特征在于：所述步骤2)利用五个接收天线构成的十字干涉阵列进行飞行器的定位。

6.一种高速临近空间飞行器的探测系统，其特征在于：用于执行如权利要求1至5任一项所述高速临近空间飞行器的探测方法。