[发明专利]雷达辐射特性动态测试与三维重构方法

说明书

本发明公开了一种雷达辐射特性动态测试与三维重构方法，使用无人机加载电磁辐射侦收设备，按雷达辐射特性的理论空时分布确定测试位置和时长，并通过相对位置和姿态关系构建分析模型，实现辐射特性测试结果的三维重构。本发明使用无人机加载电磁辐射侦收设备进行雷达辐射特性测试，具有设备布局快、适用场景广、分析手段全等优点。

技术领域

本发明属于雷达特性测试领域，具体为一种雷达辐射特性动态测试与三维重构方法。

背景技术

雷达辐射特性是雷达系统的正常探测中的一项重要参数，尤其是特殊使用场景下的雷达辐射特性，例如防空雷达低空超低空搜索时的辐射特性，更是关系到雷达发现及跟踪目标的战技能力，不仅在雷达调试期间要求进行测量，在交付使用后同样需要进行定期测量。

传统测试方法中被试雷达安装于静基座，帧收天线固定或可沿着轨道移动，是一种静态测试方法。中国专利CN 102540155A提供了一种雷达综合辐射功率检测方法，“雷达外场辐射功率测试方法研究，黄筱旋，莫文静，舒武静”是传统测试方法的典型代表。这类方法需要建立专业的标校塔等测试场地，且对测试设备条件的要求较高，主要适用于雷达调试期间，不适用于雷达安装交付后应用。

随着雷达系统的广泛应用，对交付使用后的雷达系统开展辐射特性测试日益受到关注，特别是雷达真实探测场景中的辐射特性测试，甚至动平台雷达在平台运动时的测试，例如对运动中处于正常搜索状态的船载雷达进行辐射特性测试等。这类新的动态测试需求，对测试设备和测试手段提出了颠覆性的要求，传统的静态测试已无法满足。

发明内容

本发明提出了一种雷达辐射特性动态测试与三维重构方法。

实现本发明的技术解决方案为：一种雷达辐射特性动态测试与三维重构方法，具体步骤为：

步骤1：雷达开机并进行探测，记录雷达所在载体的时间、经度、纬度、高度，无人机按设定的航路完成雷达辐射功率侦收，并记录侦收功率值和无人机的时间、经度、纬度、高度；

步骤2：计算雷达载体位置在地心固定坐标系的坐标值；

步骤3：计算功率采样位置在地心固定坐标系的坐标值；

步骤4：计算功率采样位置相对于雷达载体在地理坐标系的坐标值；

步骤5：根据地理坐标系的坐标值，计算功率采样位置相对于雷达载体的方位角、俯仰角、距离；

步骤6：根据采样位置相对于雷达载体的距离，计算归一化侦收功率；

步骤7：根据方位角、俯仰角和归一化侦收功率，计算电磁辐射特性在地理系的坐标值；

步骤8：根据电磁辐射特性在地理坐标系的坐标值和雷达载体航向角，更新电磁辐射特性的坐标值，根据电磁辐射特性的坐标值绘制雷达辐射特性的三维图。

优选地，雷达载体位置在地心固定坐标系的坐标值具体为：

式中，在雷达载体位置在地心固定坐标系的坐标值，f_b为地球子午圈曲率半径，h_b为载体的高度，lon_b、lat_b为雷达所在载体的时间、经度、纬度。

优选地，功率采样位置在地心固定坐标系的坐标值为：

式中，为功率采样位置在地心固定坐标系的坐标值，fr为地球子午圈曲率半径，lon_r、lat_r为无人机的经度、纬度，h_r为无人机的高度。

优选地，功率采样位置相对于雷达载体在地理坐标系的坐标值为：