[发明专利]一种基于电磁散射驱动的PD引信回波信号分析方法

说明书

本发明公开了一种基于电磁散射驱动的PD引信回波信号分析方法，涉及雷达探测技术领域，将电磁散射计算与信号模型相结合，首先基于双向射线追踪技术与半解析思想的混合求解模型获取海面上方低空目标复合电磁散射数据。然后根据PD引信工作原理，建立PD引信回波信号仿真模型，达到基于物理机理层面的PD引信回波信号仿真的目的，进一步分析了基带多普勒滤波器输出的多普勒信号。

技术领域

本发明涉及雷达探测技术领域，特别涉及一种基于电磁散射驱动的PD引信回波信号分析方法。

背景技术

当雷达引信对海背景下目标进行探测时，与目标处在同一分辨单元的海面杂波会和目标散射波一同返回到接收天线，海杂波信息会影响雷达对目标信息的判断。另外，对于海面上方低空或超低空飞行的目标，其目标回波信号除受到海杂波影响外，还会受到目标与海背景耦合散射回波的影响，并且目标回波很可能被海杂波以及耦合散射信号所掩盖，降低了雷达对超低空突防目标的探测能力，同时将严重影响防空导弹的末制导精度及引信的效能。因此，从电磁波与海面上方低空目标复合场景相互作用的机理出发，建立有效的PD引信回波信号仿真模型，是提取目标回波特征，降低杂波干扰的前提，将为提高目标检测、制导精度以及引信效能等方面提供理论依据。

脉冲多普勒(PD)引信是一种利用多普勒效应工作的脉冲引信，它集合了脉冲引信所具有的测距和连续波多普勒引信所具有的测速特性，具有较好的抗杂波性能。PD引信通过接收来自目标的载有目标回波信息的射频脉冲串，并采用一定的处理方式，提取多普勒信息，根据多普勒信号的特征进行目标识别和炸点控制。与传统的PD引信回波建模方法相比，本申请从电磁波与目标及海面的相互作用机理出发，提出一种基于电磁散射驱动的PD引信回波信号分析方法，将电磁散射计算与信号模型相结合，进一步分析和仿真基带多普勒滤波器输出的多普勒信号。

发明内容

本发明的目的在于提供一种基于电磁散射驱动的PD引信回波信号分析方法，将电磁散射计算与信号模型相结合，进一步分析和仿真基带多普勒滤波器输出的多普勒信号。

本发明提供了一种基于电磁散射驱动的PD引信回波信号分析方法，包括以下步骤：

基于双向射线追踪技术与半解析思想建立多路径散射模型，对海面上方低空目标复合散射进行类型划分；

根据划分的类型进行海面上方低空目标复合电磁散射数据的获取；

建立PD引信回波信号仿真模型，导入电磁散射数据，进行仿真分析。

进一步地，所述海面上方低空目标复合散射被划分为：目标散射、海面散射以及海面与目标之间的耦合散射。

进一步地，采用射线追踪技术确定海面上方低空目标照亮的面元，对于照亮目标面元的远区高频散射场，其计算公式如下：

其中，是目标面元表面总场，为单位法矢量，为远区观察点，散射方向单位矢量为代表面元坐标。

进一步地，采用半解析的方法求解海面散射的远区散射场，首先根据粗糙海面双尺度理论,利用蒙特卡罗方法将海面离散为一系列倾斜面元，假设每个面元上的微粗糙由能够引起入射电磁波布拉格谐振的毛细波分量构成，则在随机起伏的倾斜面元上的微粗糙毛细波几何轮廓确定，其表达式如下：

ζ(ρ_c,t)＝B(k_c)cos(k_c·ρ_c-ω_c t) (2)

利用微扰理论计算每个具有微起伏的倾斜面元电磁散射，其散射系数可以表示为：

其中，k为入射电磁波波数，ε为海面的介电常数，下标p，q代表h水平和v垂直极化，ψ(q_l)是表面毛细波的海谱，q_l是散射矢量在倾斜面元上的投影；