[发明专利]一种基于地形匹配的雷达模拟器地杂波回波的实现方法

权利要求书

1.一种基于地形匹配的雷达模拟器地杂波回波的实现方法，其特征在于：包括如下步骤：

步骤1：计算地杂波后向散射系数σ⁰；

步骤2：划分杂波单元，并计算每个杂波单元的射面积，具体步骤为：

步骤2a：按照水平波束宽带、俯仰波束宽度和距离分辨率将雷达探测范围划分成N个杂波单元；

步骤2b：确立杂波单元散射面积σ_c与杂波单元面积A_c之间的关系；

步骤2c：计算杂波单元面积A_c：

A_c＝ΔRRθ_A secθ_r (3)

式中R为雷达天线与杂波单元之间的距离，ΔR为距离分辨率，θ_E为天线波束俯仰宽度，θ_A为天线波束方位宽度；

步骤2d：根据地形高度得到优化后的杂波单元面积A_c′为：

式中h为杂波单元在雷达视线内的高度；

步骤2e：雷达视线高度H₀计算公式为：

式中H为雷达架高，R为距离雷达斜距，θ₀为雷达视线角度，ρ为地球曲率半径：

步骤2f：对每一个杂波单元计算公式(4)中的h，h＝h₀-H₀，h₀为该处杂波单元对应的地形高度；

步骤2g：计算杂波单元面积A_c(R)，其计算公式如下：

式中为雷达到地平线的视线距离，h_r为雷达架高，R_e为地球等效半径；

步骤3：为每个杂波单元随机生成一个速度，以确定杂波单元的多普勒频率，然后使用相干视频回波模型和雷达回波方程计算每个杂波单元的回波；每个杂波单元的回波的计算公式为：

式中S_T(t)为雷达发射信号，P_T为雷达发射功率，λ为雷达工作波长，R为杂波单元到雷达的斜距，G(θ)为天线方向图功率增益，τ为杂波单元的双程延迟时间，f_d为杂波单元的多普勒频率，ψ为杂波单元的复反射系数，σ_c为散射单元的雷达散射面积，为雷达信号被反射时的相位；

步骤4：将每个杂波单元的回波进行矢量叠加得到雷达地杂波回波信号，计算公式如下：

式中S(t)为雷达接收到总的地杂波回波，N为杂波单元。

2.根据权利要求1所述的一种基于地形匹配的雷达模拟器地杂波回波的实现方法，其特征在于：步骤1中地杂波后向散射系数的计算公式为：

σ⁰＝γaf^bsin(θ_r+c) (1)

式中θ_r为擦地角或称为入射角，f为雷达工作频率，γ为地面反射率表征参数，a、b、c为不同地形时雷达工作频率对地形的表征参数，其中a＞0，0≤b≤1，c＞0。

3.根据权利要求2所述的一种基于地形匹配的雷达模拟器地杂波回波的实现方法，其特征在于：步骤1中具体参数为：

4.根据权利要求1所述的一种基于地形匹配的雷达模拟器地杂波回波的实现方法，其特征在于：步骤2中N取值范围为600至1000。

5.根据权利要求1所述的一种基于地形匹配的雷达模拟器地杂波回波的实现方法，其特征在于：步骤2中每个网格水平波束宽度设置为0.4°至0.8°之间，俯仰波束宽度设置为0.5°至1.0°之间，距离分辨率取30米至80米之间。