[发明专利]一种箔条云RCS获取方法

摘要

本发明公开了基于tanh‑sinh积分法的箔条云RCS获取方法。传统的箔条云RCS算法的计算效率低，当计算大规模箔条云时，其计算量将无法满足实际需求。本发明如下：一、获取箔条云及特征箔条的信息，并建立全局坐标系、局部坐标系。二、获取特征箔条的双站散射系数。三、计算被积函数σ⊥to⊥、σ⊥to//、σ//to//的奇异点。四、剖分σ⊥to⊥、σ⊥to//、σ//to//的待积分区域。五、分别积分各小区域的雷达散射截面积。六、通过叠加的方式计算特征箔条的雷达散射截面积。七、通过乘上箔条数量计算箔条云的雷达散射截面积。本发明在计算精度接近蒙特卡罗法的同时，大大增强了计算效率。

主权项

1.基于tanh‑sinh积分法的箔条云RCS获取方法，其特征在于：步骤一、雷达对箔条云进行检测，得到箔条云内箔条的数量x，任取箔条云中的一条箔条作为特征箔条；并获取特征箔条的长度L、入射电场的垂直极化部分水平极化部分反射电场的垂直极化部分水平极化部分建立全局坐标系和局部坐标系；全局坐标系的坐标原点为点T；点T为任意一个不在特征箔条上的点；局部坐标系的坐标原点为特征箔条的几何中心点D；全局坐标系的三根坐标轴分别为X轴、Y轴、Z轴；局部坐标系的三根坐标轴分别为X'轴、Y'轴、Z'轴；点D作为源点D，取空间中的一个与点T、点D不重合的点作为场点R；局部坐标系的X'‑Y'平面与点T、点D、点R所成平面重合；局部坐标系的X'轴平分∠TDR；步骤二、计算矩阵如式(1)所示，矩阵如式(2)所示、矩阵如式(3)所示：式(1)、(2)、(3)中，为矩阵转换后的入射电场垂直极化部分、水平极化部分；为矩阵转换后的接收电场垂直极化部分、水平极化部分；矩阵[A]为箔条散射矩阵，表达式为矩阵[B]为入射端的极化转换矩阵；矩阵[C]为接收端的极化转换矩阵；d₁₁的表达式如式(4a)所示，d₁₂的表达式如式(4b)所示，d₂₁的表达式如式(4c)所示，d₂₂的表达式如式(4d)所示d11＝BA0(β/2)cos2θd  (4a)式(4a)、(4b)、(4c)、(4d)中，θ_d为箔条中心轴线与局部坐标系内Z'轴的偏置角度；为箔条与局部坐标系内X'轴的偏置角度；β为线TD与线DR之间的夹角；B的表达式如式(5)所示；A₀(β_/2)的表达式如式(6)所示；B＝[‑jη/(2λzradr2)]exp(‑j2πr2/λ)  (5)A0(β/2)＝A(π/2,β/2)A(π/2,‑β/2)  (6)式(5)、(6)中，j为虚数单位；η为空气的特征阻抗；λ为对箔条云进行检测的雷达的工作频率；zrad为箔条的特性阻抗；r2为源点D与场点R之间的距离；计算特征箔条雷达散射截面积的垂直同极化值σ⊥to⊥的表达式如式(7a)所示，平行同极化值σ//to//的表达式如式(7b)所示，交叉极化值σ⊥to//的表达式如式(7c)所示；式(7a)、(7b)、(7c)中，为特征箔条的双站散射系数，其表达式如式(8)所示；步骤三、根据式(1)、式(2)、式(3)及式(8)计算被积函数σ⊥to⊥、σ⊥to//、σ//to//的奇异点，分别是(π/2,β/2)、(π/2,π‑β/2)、(π/2,π+β/2)、(π/2,2π‑β/2)；步骤四、将σ⊥to⊥、σ⊥to//、σ//to//的待积分区域分别剖分为十六个小区域，使得每个奇异点均成为其中四个小区域的顶点，且任意一个小区域上均有且仅有一个顶点为奇异点；步骤五、对步骤四所得σ⊥to⊥、σ⊥to//、σ//to//的所有小区域分别进行积分，分别得到所有小区域的雷达散射截面积；步骤六、将垂直同极化值σ⊥to⊥对应的十六个小区域的雷达散射截面积相累加，得到特征箔条的垂直同极化值σ⊥to⊥；将平行同极化值σ//to//对应的十六个小区域的雷达散射截面积相累加，得到特征箔条的平行同极化值σ//to//；将交叉极化值σ⊥to//对应的十六个小区域的雷达散射截面积相累加，得到特征箔条的交叉极化值σ⊥to//；步骤七、计算箔条云雷达散射截面积的垂直同极化值σ⊥to⊥总＝x·σ⊥to⊥；计算箔条云雷达散射截面积的交叉极化值σ⊥to//总＝x·σ⊥to//；计算箔条云雷达散射截面积的平行同极化值σ//to//总＝x·σ//to//。