[发明专利]一种基于近场稀疏成像外推的目标RCS测量方法

说明书

本发明公开了一种基于近场稀疏成像外推的目标RCS测量方法，采用稀疏重建算法进行目标高分辨成像，生成图像中非零像素即为目标的散射中心，避免了CLEAN算法迭代过程带来的积累误差问题，并且在稀疏字典构造过程中考虑天线方向图和距离衰减因素，提高了RCS测量的精度。

技术领域

本发明涉及微波测量相关技术领域，具体的说，是涉及一种基于近场稀疏成像外推的目标RCS测量方法。

背景技术

雷达散射截面(RCS)测量对于设计和评估武器装备的隐身性能非常重要。常规的RCS测量方法主要包括室外RCS测量、紧缩场测量和室内微波暗室测量，均已发展到相当成熟的阶段。大型室外场和紧缩场均可以满足目标RCS远场测量条件，但是室外场受天气和环境的影响较大，获得高精度数据代价巨大，且保密性不好；紧缩场要求很高的加工精度，使得系统的代价非常昂贵。室内微波暗室测量具有很强的抗干扰性，保密性好，测试效率高，但室内微波暗室的空间有限，对于电大尺寸目标往往难以满足远场测量条件。

针对室内微波暗室RCS测量不满足远场条件的问题，国内外开展了许多利用近场散射数据来获得目标RCS的研究工作。目前的测量方法在提取目标散射中心时，需要通过CLEAN算法迭代提取强散射中心信息，由此引起的积累误差将降低散射中心位置和强度信息的提取精度，此外，现有方法并未考虑天线方向图和距离衰减对回波功率造成的影响，RCS外推结果存在一定的误差。

发明内容

本发明为了解决上述问题，提出了一种基于近场稀疏成像外推的目标RCS测量方法，采用稀疏重建算法进行目标高分辨成像，生成图像中非零像素即为目标的散射中心，避免了CLEAN算法迭代过程带来的积累误差问题，并且在稀疏字典构造过程中考虑天线方向图和距离衰减因素，提高了RCS测量的精度。

为了实现上述目的，本发明采用如下技术方案：

一种基于近场稀疏成像外推的目标RCS测量方法，包括如下步骤：

步骤1：设定近场测量参数：包括近场测量的测试频率、测试角度、天线到转台中心的距离R₀，确定测试天线方向图参数G²(θ,f)。

步骤2：根据设定的近场测量的测试频率、测试角度、天线到转台中心距离R₀和天线方向图参数构建反映目标实际散射特性的稀疏字典。

步骤3：在近场测试条件下，根据设定的测量参数检测不同频率、不同方位角度下的空暗室和目标近场散射信号数据，所述近场散射信号数据包括幅度和相位信息。

步骤4：在与步骤3同样的测试条件下，利用转台获得不同频率、不同方位角度下的空暗室和定标体散射数据，所述近场散射信号数据包括幅度和相位信息。

步骤5：将步骤3和4测量的近场散射信号数据进行预处理。

步骤6：将处理后的数据利用稀疏重建算法分别生成目标高分辨图像和定标体高分辨图像。

步骤7：根据步骤6生成的目标高分辨图像和定标体高分辨图像分别计算目标的远场散射场和定标体的重建散射场。

步骤8：通过定标体的RCS根据计算的目标体的远场散射数据和定标体的重建散射场计算目标体的RCS。

进一步的，所述步骤2构建反映目标实际散射特性的稀疏字典的方法具体为：将二维近场散射信号数据矩阵和二维成像场景散射系数矩阵按列重排为一维列向量，并将近场散射信号数据采用矩阵表示：

E_near＝ΦA

E_near表示近场散射信号数据列向量，A表示成像场景散射系数γ列向量，Φ表示稀疏字典，将第i个二维成像场景位置对应散射中心的单位幅度近场散射信号数据列向量作为稀疏字典的第i个列向量构建稀疏字典Φ。