[发明专利]等离子体包覆目标雷达回波建模仿真方法

摘要

本发明提出了一种等离子体包覆目标雷达回波的建模仿真方法，主要解决现有方法无法反映等离子体包覆目标的回波相位信息、无法得到完整雷达回波的问题，其实现步骤为：1)建立再入目标几何模型，并建立等离子体鞘套的参数模型，分别划分面元；2)发射信号并进行采样，计算等离子体包覆目标各面元受到雷达信号照射后的散射电场，并计算各面元的后向散射系数；3)计算等离子体包覆目标各面元的回波相位；4)由后向散射系数和回波相位，得到各面元的回波信号，并合成目标总的回波信号；5)重复2)～4)操作，直到采样结束。本发明能反映等离子体包覆目标回波的相位信息，得到完整的雷达回波，可用于信号处理和目标特性分析。

主权项

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：/n(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；/n(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；/n(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；/n(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；/n(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：/n /n其中，p表示第p个面元，△s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；/n(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；/n(7)计算包覆等离子体鞘套时目标回波的最终相位：/n(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/n /n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；/n(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/n(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)；/n(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)；/n(10)进行下一次采样，重复(3)～(9)操作，直到采样结束。/n