申请/专利权人：中国船舶集团有限公司第七二四研究所

申请日：2024-01-16

公开（公告）日：2024-04-16

公开（公告）号：CN117890868A

主分类号：G01S7/40

分类号：G01S7/40

优先权：

专利状态码：在审-实质审查的生效

法律状态：2024.05.03#实质审查的生效;2024.04.16#公开

摘要：本发明提出一种雷达回波实时信号级多径追踪聚合仿真方法，该方法根据目标的材质和几何形状模拟生成多个入射波的回波，计算每一个回波的幅度相位信息并进行聚合从而获得雷达对不同材质、不同姿态目标照射情况下的信号级回波仿真结果。该方法可兼顾仿真延时和仿真精度，能够为复杂场景数据生成提供支撑。

主权项：1.雷达回波实时信号级多径追踪聚合仿真方法，其特征在于：步骤1：使用文件定义平台及目标位置POST、运动方向、发射功率、信号带宽、信号波形、收发天线增益、采样率、阵面中心位置POSR、噪声系数、相位噪声、方位波束宽度Th、俯仰波束宽度Ph、方位波束中心指向、俯仰波束中心指向、簇波束个数N；在目标表面均匀撒放点，各点与周边在同一平面或者近似在同一平面的最邻近的两个点组成三角形，记为目标表面局部网格三角形；对于网格三角形i，记录其三个顶点的坐标为Pi1，Pi2，Pi3，其法向量记录为ni＝Pi2-Pi1×Pi3-Pi1|Pi2-Pi1×Pi3-Pi1|，其几何面积记录为Si；步骤2：按照均匀分布在[-Th2，Th2]区间内生成N个随机数Th1…ThN，按照均匀分布在[-Ph2，Ph2]区间内生成N个随机数Ph1…PhN；生成一组包括N个波束的波束簇，其中第i个波束的指向的单位向量Beami，表示为Beami＝[cosPhicosThi,cosPhisinThi,sinPhi]；遍历波束簇中的波束，根据目标表面局部网格三角形的空间坐标位置，判断由目标位置POST出射的电磁波束簇中的电磁波Beami是否会与目标表面局部网格三角形相交；如果相交，则执行步骤3，否则，计算电磁波束簇中的其他电磁波与目标的相交情况；步骤3：对电磁波束簇中的电磁波，根据第i路电磁波入射方向向量Beami、与目标表面相交点所在目标表面局部网格三角形i，由反射定理计算电磁波出射方向单位向量；根据目标表面材质，对电磁波出射方向单位向量进行偏置修正并叠加随机扰动，人工设定扰动的系统差为a，随机差为σ，按照如下方法计算第i路电磁波出射方向单位向量为n′out_i： 其中： nout＝Beami-2Beami·ni·ni； θ＝Na,σ；其中，Na,σ表示均值为a、方差为σ的满足正态分布的随机数；步骤4：计算雷达接收到的反射波的功率、相位、延迟以及多路效应导致的影响，计算过程如下：步骤4-1：计算反射波的功率；根据目标传播路径损耗计算接收功率；对于由N个目标组成的场景，第i路接收回波的功率计算方法如下： 其中，PT是发射功率，GT是发射增益，GR是接收增益，σk是Beami照射在第k个目标表面局部网格三角形的RCS值，RT1是发射机和第一个目标之间的距离，RNR是接收器和第N个目标之间的距离，λ为波长，其中，σk的计算方法如下：σk＝|Beami·ni|Si；其中，Si为所述网格三角形i的几何面积，ni为所述三角形网格的单位法向量，Beami为所述第i个波束的指向的单位向量；步骤4-2：计算回波相位和延迟；使用几何光学法计算射线的相位延迟，其中时间延迟计算公式如下： 其中RRL为目标与接收器的传输距离，c是光速；相位延迟计算公式如下：θd＝-2πτfcmod2π；其中，fc为载波频率；步骤4-3：计算回波多径效应；计算每一条微波电磁波传输射线的多普勒效应，并通过迭代求和，最终回波中多散射多普勒频率计算方法如下： 其中，fd为多普勒频率；j为目标编号；为第j个目标的运动速度向量；为回波的方向向量；步骤4-3：按照如下方法计算第i路反射波： 步骤5：将上述多个回波根据回波的方向和强度进行向量叠加，计算方法如下： 从而实现回波聚合。

全文数据：

权利要求：

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