[发明专利]雷达目标RCS近远场转换中多次散射特征的提取与校正处理方法

摘要

本发明公开了一种雷达目标RCS近远场转换中多次散射特征的提取与校正处理方法，包括雷达目标近场电磁散射特性中多次散射特性鉴别、提取、入射源位置确定，并在近‑远场转换中对多次散射进行处理的方法，优点在于：(1)可实现目标电磁散射特性中多次散射特性的鉴别与目标上多次散射的激励源位置的确定；(2)实现了雷达目标电磁散射多次散射特性的提取：采用自适应分解方法对雷达目标近场二维图像进行分解，结合鉴别出的多次散射区域提取出多次散射特性参数，获得雷达目标近场多次散射特性；(3)采用确定的多次散射入射源位置对近场多次散射特性进行幅度加权，提高了包含多次散射特性的雷达目标散射特性近‑远场转换的精度。

主权项

1.一种雷达目标RCS近远场转换中多次散射特征的提取与校正处理方法，其特征在于：该方法的具体步骤如下：步骤1、获取雷达目标近场二维像近场测量距离为ρ₀，近场散射数据为u(k,φ)，其中，k为电磁波波数，φ为方位角；取中心方位角为φ₀，方位角范围为的近场数据由傅里叶变换可得原始近场二维像为：其中，表示作关于变量k的傅立叶变换，表示作关于变量的逆傅立叶变换；步骤2、多次散射特性鉴别对于二维像通过滑窗选取数据，计算各滑窗内幅度的均值和标准差；假设滑窗大小为(Δm+1)×(Δn+1)，其中，Δm和Δn均为偶数，则滑窗中心位于(m₀,n₀)时的均值为α(m₀,n₀)；对于所有滑窗，提取出均值α(m0,n0)超过阈值T0的滑窗，计算α(m0,n0)的均值α0和标准差δ0，从而可以得到判断多次散射特性区域的阈值T为：T＝α0+κδ0     (2)其中，κ为标准差系数，为一常数；通过比较滑窗均值α(m0,n0)和阈值T，确定滑窗内的散射中心是否由多次散射特性形成，即若α(m0,n0)＞T，则该滑窗内的散射中心由多次散射特性形成；否则，该滑窗内的散射中心由一次散射特性形成；步骤3、多次散射特性激励源位置的确定在目标电磁散射测量中，散射中心距离雷达距离越远，在目标二维图像中的径向距离也就越远；作为多次散射特性的激励源，入射波既与激励源位置相互作用，又产生多次散射特性，因此，多次散射激励源位置到雷达的距离小于多次散射特性在二维雷达图像中的位置到雷达的距离；而且，激励源位于雷达和多次散射特性区域中心连线附近；因此，在雷达和多次散射特性区域中心连线附近，搜索距离多次散射特性区域较近的散射中心视作多次散射激励源位置；步骤4、多次散射特性分离在完成多次散射特性鉴别的基础上，为了将多次散射特性从目标散射特性中分离出来，采用自适应参数化分解方法来实现；考虑到雷达信号的点扩散函数，采用基于调制sinc函数的自适应分解方法；调制sinc函数的随时间t变化的时域表达式为：其中，为复幅度，t_c为幅度峰值位置，即包络的时间中心，t_w为主瓣的时间宽度参数，f_c为调制频率；对于二维雷达图像而言，考虑到散射中心在径向和横向上的扩展，需要对二维雷达图像的径向和横向分别进行分解；根据鉴别的腔体多次散射区域，得到包含有旁瓣的两幅腔体多次散射的雷达图像；将这两幅图像叠加，其中，鉴别出的多次散射区域取两者的均值，从而得到了目标的多次散射特性；步骤5、含有多次散射特性的雷达目标电磁散射近‑远场转换对于包含有腔体多次散射特性的近场散射特性测量结果，对获取的多次散射特性和目标一次散射特性，分别采用恰当的径向距离进行幅度补偿，对于目标一次散射特性，直接采用一维距离像上各散射中心到雷达的距离进行幅度补偿，而对于腔体多次散射特性，则采用确定的腔体口面位置到雷达的距离进行幅度补偿；对于方位角时的近场数据，目标一次散射特性和多次散射特性分别表示为和u₂(k,φ)，分别进行径向距离上的幅度补偿，其中，为方位角时腔体口面到雷达的距离；从而得到经过幅度补偿的频域‑方位数据进而，通过方位向上的加权逆傅里叶变换得到目标的远场散射特性其中，N为由包围目标的最小外接圆的直径D和电磁波波数k决定的求和阶数，取N＝kD+10，为n阶第二类汉克尔函数。