[发明专利]一种目标近场雷达回波的快速仿真方法

说明书

本发明公开了一种目标近场雷达回波的快速仿真方法，实现了不同状态下近场回波的快速计算；利用多层矩阵分解或多层快速多极子技术，能够快速获得近场散射数据库；建立快速查找树，能够快速检索数据库，准确获取观察区任一场点的近场回波。

技术领域

本发明属于电磁计算技术领域，具体涉及一种目标近场雷达回波的快速仿真方法。

背景技术

目标的近场电磁散射特性研究是基于无线电引信相关技术为背景发展起来的，在精确制导、电磁兼容等领域发挥着重要作用。在近场条件下，雷达回波需要考虑入射场的非平面波效应、距离以及局部照射。此外，在相关应用中，目标与天线之间还存在高速运动，诸多因素的影响加大了近场雷达回波研究的难度。

现有技术获取目标近场雷达回波，主要通过实际测量和数值仿真。其中，实际测量即在外场或者微波暗室开展实验获取雷达回波，需要有比较完备的测试系统、测试理论和数据处理技术支撑；而数值仿真则通过数值方法求解满足特定边界条件的麦克斯韦方程组，计算出相应的散射场回波。根据精度和效率，数值方法又分为高频近似法和全波数值法两类。

然而，现有技术具有以下缺陷：

1、实际测量对场地要求高、所受的干扰因素多、测试周期长，不可避免地限制了其实际应用。

2、数值方法中，高频近似数值方法方法无法精确描述目标的细微结构，对复杂目标的计算结果与实际测量结果有偏差。而传统的全波数值法计算每个场点的散射回波都需要对整个目标的表面等效电磁流积分，对大片雷达近场回波观察区的计算非常耗时。

3、每次测量或仿真得到的不同状态下的雷达回波数据不具备可重复利用性。

综上，现有求解近场散射回波技术整体而言存在效率不高、精度不足、不够灵活等问题，迫切需要开发新的技术解决近场散射回波的快速准确计算。

发明内容

有鉴于此，本发明提供了一种目标近场雷达回波的快速仿真方法，能解决近场散射回波的快速准确计算。

实现本发明的技术方案如下：

一种目标近场雷达回波的快速仿真方法，包括以下步骤：

步骤一、利用低秩分解方法压缩频率、极化、入射角度、天线方向图得到基状态空间；

步骤二、数值求解不同基状态的入射场照射下，目标表面的等效电磁流分布；

步骤三、建立一个包围体，将近场回波观察区包围起来，并采用四面体网格对该包围体进行剖分；

步骤四、计算入射状态为p时的四面体网格棱边i的中点的切向散射场；将四面体网格所有棱边中点的切向散射场表示为公式(2)所示的形式；

D_M×P＝L_M×N·J_N×P+K_M×N·M_N×P (2)

其中，M为所有四面体非重复棱边总数，N代表离散等效电磁流所需的基函数个数，P表示基状态总数，p＝1,2,...,P，J_N×P表示等效电流矩阵，M_N×P表示等效磁流矩阵；L_M×N和K_M×N均为近场阻抗矩阵，矩阵D_M×P即为近场散射数据库；

对所述近场阻抗矩阵L_M×N和K_M×N进行压缩；

将压缩后的近场阻抗矩阵和J_N×P以及M_N×P相乘，获得近场散射数据库D_M×P；

步骤五、建立二分查找树，快速查找任意场点所属的四面体；