电大复杂体目标与粗糙面背景复合电磁散射数值仿真方法

摘要

本发明属于雷达目标成像与监测技术领域，具体涉及一种电大复杂体目标与粗糙面背景复合电磁散射数值仿真方法。其步骤为：采用下视聚束模式的频率步进雷达，合成二维圆弧形孔径，通过频率步进雷达对电大复杂三维体目标电磁散射的雷达回波数值模拟（观测），获取包含幅度与相位的三维后向散射矩阵。通过波数域的三维插值，获取在X-Y-Z坐标系中的均匀重采样数据；再对重采样数据进行三维快速Fourier变换获得三维聚焦图像，进而实现了三维立体复杂目标几何特征的重构。数值执行结果证明本发明方法对于粗糙地面背景上三维复杂目标散射监测的模拟、雷达成像与几何特征重构的可行、准确、高效的良好性能。

主权项

1.一种电大复杂体目标与粗糙面背景复合电磁散射数值仿真方法，其特征在于具体步骤如下：第一步：获取雷达固定特定位置的后向散射电场的各频率响应机载频率步进雷达发射窄脉冲序列，每个窄脉冲对应于一相应的频率，即假设一组频率步进信号包含K个窄脉冲，频率增量为，则第k个脉冲可以表示成：(1)其中，K个窄脉冲，脉冲持续时间为 t，相邻脉冲时间间隔为T，A₁为幅度， f₀为中心频率；接收雷达获得该序列脉冲后向散射电场的同极化(HH)和交叉极化分量(HV)，并通过信号相干解调和相位积分器，得到各频率对应的散射电场的幅度和相位；第二步：获得二维合成孔径的雷达后向散射信号收发雷达在二维圆弧形孔径内均匀采样，测量不同入射角度下不同频点的后向散射场，从照射的成像区域中获取维的散射矩阵，M, N分别为水平和高度方向的采样点数；第三步：采用BART进行数值仿真；第四步：确定重采样区域和采样密度采用一个均匀离散的长方形网格完全包括扇形测量区域，为FFT提供均匀重采样数据； 在极坐标系中，在空间谱域进行三元三阶插值，得出重采样数据点；第五步：对矩形均匀重采样数据进行三维FFT，得到三维矩阵，其幅值表示重构区域各散射点的散射强度；第六步：将反演得到的三维矩阵中值大于特定阈值的点视为重构出的强散射点，将小于该阈值的点视为无散射点，并将其值设置为零，得到一三维重构矩阵；用Matlab的isosurf 命令，即得到三维目标重构图像。