[发明专利]基于时域高频法的近场动态回波快速仿真方法

权利要求书

1.一种基于时域高频法的近场动态回波快速仿真方法，其特征在于，包含以下步骤：

S1、预先推导天线波束照射下的时域物理光学法闭合表达式；

S2、设置目标网格模型、近场回波天线方向图、脉冲多普勒体制参数以及弹道参数；

S3、采用时域高频法仿真近场回波，得到零中频信号；

S4、对所述零中频信号取包络，得到多普勒回波。

2.如权利要求1所述的基于时域高频法的近场动态回波快速仿真方法，其特征在于，所述S1中，推导天线波束照射下的时域物理光学法闭合表达式的过程如下：

S11、给出计算目标散射近场的时域电磁场面积分方程，如下式所示：

上式中E、H为电场和磁场，r、t为空间任一位置和时间，s为包裹源的表面，r`、t`为以s为面表的空间中任一位置矢量和时间，为包裹源表面s的外法向单位矢量，R为场点与源点的距离，为场点到源点的单位矢量，为单位并矢，ds`为r`处的积分面元，c为光速，ε、μ为介电常数和磁导率；

S12、给出天线时域远区辐射场表达式：

上式中为天线的矢量电流矩，δ为冲击函数，K(t)为任意的宽带脉冲信号，η为波阻抗，R为辐射场点到天线位置的距离，此处的天线位置即为公式(1)(2)中的源点，辐射场点即为公式(1)(2)中的场点；

S13、将(3)式代入(1)、(2)式，即可得到天线照射下目标的时域物理光学积分公式；

S14、若面元S足够小，满足远场条件，则对于(3)式中的R可简化为：

上式中r`为辐射场点位置矢量，r_s为天线位置矢量；

将(3)、(4)式代入(1)、(2)式，即可将时域物理光学面积分转化为闭合表达式，如下所示：

上式中E_s、H_s为电场和磁场，r、t为空间任一位置和时间，r`为目标任一点的位置矢量，为由面元s的局部坐标系原点指向观察点单位矢量，为单位并矢，s为包裹源的表面，ds`为r`处的积分面元，r<sub>s</sub>为原点到面元ds`的位置矢量，为由天线位置指向面元ds`的局部坐标系原点的单位矢量，ρ<sub>n</sub>为的模值，c为光速，η为波阻抗，δ、δ`为冲击函数，K(t)为激励源即时域脉冲，J_n为天线的矢量电流矩，J_n⁽ⁿ⁾为J_n的n阶导。

3.如权利要求1所述的基于时域高频法的近场动态回波快速仿真方法，其特征在于，所述的S2中，所述目标网格模型为由商用软件FEKO或CST生成的标准格式，后缀为nas、stl或msh；所述近场回波天线为由商用软件FEKO生成的后缀为ffe的标准格式。

4.如权利要求1所述的基于时域高频法的近场动态回波快速仿真方法，其特征在于，所述的S2中，所述脉冲多普勒体制参数包含：中心频率、脉冲重复周期、脉冲宽度、接收波门宽度、接收延时；所述弹道参数包含：脱靶量、脱靶方位、交会距离起始值、交会距离终止值、弹目运动相对速度、目标姿态、导弹姿态。

5.如权利要求4所述的基于时域高频法的近场动态回波快速仿真方法，其特征在于，所述的S3具体包含以下步骤：

S31、依据脉冲重复周期、脉冲宽度、交会距离以及弹目运动相对速度计算出该条弹道上的弹道采样点；依据脱靶量、脱靶方位以及弹道采样点的位置计算导弹的位置，结合目标位置计算得到入射方向，再根据天线方向图得到亮区的面元；选择正弦信号为载波信号，周期脉冲函数与载波调制后变换为射频脉冲信号，将射频脉冲信号作为激励源；

S32、进行脉冲多普勒引信体制回波求解，具体为：将射频脉冲信号经过天线发射出去，电磁波遇到目标后发生散射，部分能量回到接收天线，对于每个弹道采样点都采用时域高频法仿真得到近场回波；

S33、将接收到的回波与载频混频，再经过滤波器滤除高频成分，即可得到含有多普勒信息的零中频信号。

6.如权利要求1所述的基于时域高频法的近场动态回波快速仿真方法，其特征在于，所述的S4中，根据步骤S3获取的零中频信号，对零中频信号FFT进行二次滤波得到矩形脉冲中的直流分量，并保留多普勒信息，此过程即为包络检波得到多普勒回波。