[发明专利]一种全极化双基地雷达目标动态回波模拟方法

说明书

本发明一种全极化双基地雷达目标动态回波模拟方法，首先建立目标坐标系、发射站直角坐标系、接收站直角坐标系、极化坐标系，然后通过发射站位置、接收站位置以及目标位置和姿态，解算发射站和接收站在目标坐标系的观测角(俯仰角和方位角)，然后利用目标姿态、发射站和接收站位置以及视线角求解发射站和接收站极化相对于目标坐标系极化的旋转角，最后先通过观测角查表并插值得到目标坐标系中的散射矩阵，再通过极化旋转角进行坐标旋转得到双基地接收站的动态回波。本发明可用于雷达数字仿真和半实物仿真系统；可以用于各类目标动态双基地散射特性研究；可以用于实际雷达对某些特定目标探测能力的评估；本发明同样适用于单基地雷达。

技术领域

本发明涉及一种全极化双基地雷达目标动态回波模拟方法，尤其是指一种基于极化理论、空间坐标转换理论获得实际全极化双基地雷达观测目标的动态回波，属于雷达仿真技术领域。

背景技术

单基地雷达目标极化特性研究已经取得很大进展，通过电磁计算和暗室测量数据研究目标极化特性是一个重要手段，需要注意的是极化坐标系与实际雷达测量之间的差异。随着双基地雷达逐步发展并投入实际应用，目标双基地极化特性也受到关注。双基地雷达由于收发分置，发射站和接收站的极化坐标系存在差异，在考虑接收站动态回波时必须同时考虑发射站和接收站的极化方式，特别是两个站相距较远时(几百公里以上)，存在的坐标转换也更复杂。为了结合目标电磁计算数据分析实际双基地雷达测量该目标的能力以及目标的动态回波特性，通过静态电磁计算数据模拟全极化双基地雷达目标动态回波的问题亟待解决。

发明内容

本发明的目的在于提供一种全极化双基地雷达目标动态回波模拟方法，利用静态计算电磁散射特性数据模拟全极化双基地雷达目标动态回波，为目标动态双基地散射特性研究和双基地雷达探测能力分析提供数据支撑。该方法利用目标坐标系、发射站直角坐标系、接收站直角坐标系、极化坐标系以及目标姿态之间的转换关系，先解算得到发射站和接收站在目标坐标系的观测角、发射站和接收站极化相对于目标坐标系极化的旋转角，然后通过查表插值与极化坐标旋转得到双基地接收站的动态回波。

实现本发明的技术方案是，首先建立目标坐标系、发射站直角坐标系、接收站直角坐标系、极化坐标系，然后通过发射站位置、接收站位置以及目标位置和姿态，解算发射站和接收站在目标坐标系的观测角(俯仰角和方位角)，然后利用目标姿态、发射站和接收站位置以及视线角求解发射站和接收站极化相对于目标坐标系极化的旋转角，最后先通过观测角查表并插值得到目标坐标系中的散射矩阵，再通过极化旋转角进行坐标旋转得到双基地接收站的动态回波。

本发明一种全极化双基地雷达目标动态回波模拟方法，具体步骤如下：

步骤1、建立目标坐标系、发射站直角坐标系、接收站直角坐标系、极化坐标系；

步骤2、设定发射站、接收站位置，设定目标相对于发射站的位置和姿态角；

步骤3、计算发射站在目标坐标系的位置；

步骤4、计算电波入射俯仰角和方位角；

步骤5、计算接收站在发射站直角坐标系中的坐标；

步骤6、计算电波散射俯仰角和方位角；

步骤7、计算极化旋转角；

步骤8、通过步骤4和步骤6获得的入射方位角、俯仰角和散射方位角、俯仰角，通过查表和插值，获得电磁计算结果中的散射矩阵，进而获得双基地接收站测量的散射矩阵；

步骤9、改变步骤2中的参数，重复步骤3～步骤8连续计算散射矩阵序列得到动态回波。

特别的，步骤3所述的计算发射站在目标坐标系的位置，具体方法如下：

从雷达直角坐标系到目标直角坐标系到变换矩阵B_bg，可表示如下：