[发明专利]预警机雷达探测目标模拟方法

摘要

本发明公开一种预警机雷达探测目标模拟方法，主要解决现有技术不能在高频下计算目标导弹在半空间的雷达散射截面的问题。其实现步骤是：利用商用HFSS软件建立目标导弹的模型示意图，利用商用femap软件对目标导弹的模型示意图进行三角划分；将三角划分后的导弹的模型示意图以STL文本格式输出，获取STL本格式的目标导弹外形数据信息；将在半空间的格林函数引入物理光学方法中，对STL文本格式目标导弹的外形数据进行计算，得出目标导弹在半空间的雷达散射截面；根据目标导弹在半空间的雷达散射截面，计算雷达接收到目标导弹回波信号。本发明能准确的计算出目标导弹的回波信号，可用于预警机雷达系统模拟，为最大限度发挥巡航导弹武器系统威力提供技术支持。

主权项

1.一种预警机雷达探测目标模拟方法，包括如下步骤：(1)获取STL文本格式的目标导弹外形数据信息1a）利用HFSS软件按照目标导弹实际尺寸建立目标导弹的模型示意图；1b）从目标导弹的模型示意图边缘的离散数据点中，任意取出其中相邻的四点；对该四点按照三角形任两边之差的平方和最小准则进行三角划分，选定其中三点并连接；1c）对于剩下的离散数据点，重复步骤1b），直到所有的离散数据点被连接到一起，得到处理后的目标导弹示意图；1d)将处理后的目标导弹示意图以STL文本格式输出，并从输出文件中提取出目标导弹的外形数据信息，为目标导弹在半空间的雷达散射截面的计算提供准确的外形数据；(2)计算目标导弹在半空间的雷达散射截面σ将在半空间的格林函数引入物理光学方法中，对STL文本格式目标导弹的外形数据进行计算，得到目标导弹在半空间的散射截面σ：σ=limR→∞2πREs·e^rEoexp(jkR)]]>即：σ=(limR→∞2πREs·e^rEoexp(jkR))2,]]>式中，R是从预警机雷达到目标导弹中心的双程距离，E_o为入射电场，是目标导弹电极化方向的单位矢量，k为传播常数，E_s为目标导弹散射电场，在远场条件下，根据目标导弹到远场观察点的距离远远大于目标导弹尺寸的特点，得到E_s的如下表示式：Es=-jω∫∫∫vG‾A(r,r′)·J(r′)dr′+k·s^ω∫∫∫v[Gxqe∂∂xJ(r′)+Gyqe∂∂yJ(r′)+Gzqe∂∂zJ(r′)]dr′s]]>式中，ω为入射波频率，J(r′)为电流密度，k为传播常数，为散射波极化方向的单位矢量，为在半空间的格林函数：G‾A(r,r′)=GAxx000GAyy0GAzxGAzyGAzz]]>式中GAxx=μ4π(-j2)∫-∞+∞kρkzH0(2)(kρρ)[e-jkz|z-z′|+Ahee-jkzz]dkρ]]>GAzx=-μ8π∂∂x∫-∞+∞kρkzH0(2)(kρρ)[kzkρ2(Che-Ahe)e-jkzz]dkρ]]>GAzz=μ4π(-j2)∫-∞+∞kρkzH0(2)(kρρ)[e-jkz|z-z′|+Avee-jkzz]dkρ]]>GAyy=GAxx]]>GAzy=GAzx;]]>为标量位函数：Gxqe=-j8πϵ∫-∞+∞kρkzH0(2)(kρρ)[e-jkz|z-z′|+k2Ahe+kz2Chekρ2ejkzz]dkρ]]>Gyqe=Gxqe]]>Gzqe=14πϵ(-j2)∫-∞+∞kρkzH0(2)(kρρ)[e-jkz|z-z′|+Cvee-jkzz]dkρ]]>其中：Ahe=RTEe-jkzz′,]]>Che=-RTMe-jkzz′,]]>Ave=RTEe-jkzz′,]]>Cve=-RTMe-jkzz′]]>式中，R_TE、R_TM为菲涅耳反射系数，k_x、k_y、k_z为沿x、y、z方向上的传播常数，为第二类零阶Hankel函数，ε为介电常数；电流密度J(r′)的物理光学近似：J(r′)=2n^×H0]]>式中，为目标导弹的法矢量，H₀入射波磁场强度；(3)计算目标导弹回波信号基于雷达方程，考虑雷达系统损耗、雷达工作波长、脉冲峰值功率、雷达系统损耗参数情况，利用目标导弹在半空间的散射截面σ，计算雷达接收到目标导弹回波信号幅度为：式中:P_t为雷达发射信号峰值功率,λ为雷达工作波长,σ为目标导弹在半空间的雷达散射截面积,G(α_T,β_T)为雷达天线电压增益,L为雷达发射接收综合损耗,R为雷达到目标导弹中心距离。