本发明专利技术提出一种基于近场完备双站信息的近场散射外推方法。该方法首先在获取目标全角域的近场双站散射信息后，对各角度下采集的近场散射数据进行外推处理，然后根据互易定理，将外推后的数据等效为“远场发射、近场接收”数据。接下来对该数据再进行一次外推，使其满足“远场发射、远场接收”的条件，最后取出对角线上的元素获得各角度的远场RCS。
【技术实现步骤摘要】
本专利技术涉及一种近场-远场雷达散射截面(RCS)外推方法，特别是针对具有多次散 射目标体的近远场变换处理方法，属于散射测量领域。
技术介绍
文南犬"An improved image-based circular near-field to far-field transformation,IEEE Transactions on antennas and propagation,2013,61(2),p989-993"公开了一种基于合成孔径成像的RCS(Radar Cross Section)外推技术原理，该技术是 假设目标的空间反射率分布函数不受照射条件变化的影响，是目标本身的客观特性。基于 此近似处理，外推技术可应用于近似不需要双站信息的场合，通过ISAR成像获知目标散射 率分布，从而确定目标散射，此过程使用了散射中心模型，即忽略了各散射中心的多次耦 合。文献所述方法仅根据单站近场散射数据去推算远场的单站RCS，所有的双站信息都没有 被采用，这样使得对具有多次散射目标的外推结果误差较大。在理论上，根据近远场散射之 间的链条关系，从近场信息评估远场RCS时需要完备的双站散射信息。
技术实现思路
要解决的技术问题 为了克服针对孤立点散射中心模型所提出的外推方法，在计算复杂耦合目标时性 能下降，带来较大误差的问题。本专利技术提出一种基于多次散射目标的近远场外推方法。 技术方案 本专利技术提出一种基于近场完备双站信息的近场散射外推方法。该方法首先在获取 目标全角域的近场双站散射信息后，对各角度下采集的近场散射数据进行外推处理，然后 根据互易定理，将外推后的数据等效为"远场发射、近场接收"数据。接下来对该数据再进行 一次外推，使其满足"远场发射、远场接收"的条件，最后取出对角线上的元素获得各角度的 远场RCS。 -种基于多次散射目标的近远场外推方法，其特征在于步骤如下： 步骤1:在测量半径满足近场条件R<2D2/A的空间内，对待测目标进行散射测量得 至皖备的近场双站散射数据E NN(θtN，θrN)，ENN(θtN，θ rN)采用矩阵形式表示;其中，上标NN表示 近场发射、近场接收；9tN表示各发射角度，范围为-180°~180°，间隔为l°，t=l，2,……， 361; 0rN表示各接收角度，范围为-180°~180°，间隔为1°，r= 1，2，……，361;步骤2:采用基于合成孔径成像的外推算法，将E_(0tN，0rN)的每一行作外推计算得 到ENF (ΘtN，0rF);其中，上标NF表示近场发射、远场接收；步骤3:根据互易定理，将步骤2得到的外推数据ENF(0tN，0 rF)等效为E?(0rN，0tF);其 中，上标FN表示远场发射、近场接收；步骤4:采用基于合成孔径成像的外推算法，将E?(0rN，0tF)的每一列作外推计算得 至|JEFF (0rF，ΘtF);其中，上标FF表示远场发射、远场接收；步骤5:提取EFF(0rF，0tF)矩阵对角线数据，即为各角度下的后向单站RCS。有益效果 本专利技术提出的一种基于多次散射目标的近远场外推方法，由于采用了目标近场完 备的双站信息，考虑到散射体其它方向散射场的波谱对某个方向散射总场的贡献，提出"多 发多收"模式下的外推方法。用电磁仿真软件FEK0对二面角和腔体目标结构进行仿真，并通 过Matlab软件进行外推计算，结果表明外推远场RCS与远场RCS吻合良好，在親合区均值误 差均小于0.5dB。在工程应用中对于具有多次散射的复杂目标RCS计算具有较高的精度。【附图说明】 图1:本专利技术的处理流程图 图2: (a)二面角的几何模型；（b)二面角的矩形直腔 图3:二面角结构外推远场RCS及远场RCS比较 图4:矩形直腔外推远场RCS及远场RCS比较【具体实施方式】 现结合实施例、附图对本专利技术作进一步描述： 本专利技术解决其技术问题所采用的技术方案:一种基于多次散射目标的近远场外推 方法，其特点是包括下述步骤： 步骤1、在距离满足近场条件R<2D2/A的空间测量得到待测目标完备的近场双站 散射数据E NN( 0tN，0rN)。其中，上标NN表不"近场接收，近场发射"，θ?Ν表不各发射角度，0 rN表 示各接收角度。 步骤2、采用基于成像的外推算法，将每一次"单发多收"得到的近场数据ENN(0tN， In)作外推处理，t = l，2,......n〇 步骤3、将所有角度下的外推远场数据进行整理，作为-180°~180°全角域下"近场 发射、远场接收"的结果ENF(0 tN，0rF)，以矩阵形式来表示，其中每一行代表"单发多收"情况 下的外推结果。步骤4、根据互易定理，将步骤3中的外推结果等效为"近场接收、远场发射"的数 据，记为E?(0rN，0tF)。提取出矩阵的每一列，即某一角度下的"近场接收、远场发射"的数据 E?(0rN，0tF)，t = l，2, · · ·，n，并对其进行外推处理。步骤5、再次将所有角度下外推得到的"远场发射、远场接收"数据进行整理。从而 获得-180°~180°全角域下"远场发射、远场接收"的RCS数据EFF(0rF，0 tF)。最后，提取矩阵对 角线分布数据，即为各角度下的后向单站RCS。实例 1: 参照图2-a选择一个边长为0.5m的直二面角结构模型，测试频率为1.645GHz，波长 为0.1824m。根据近场测量条件R < 2D2/A = 5.5m，为目标最大尺寸， 因此仿真时近场距离选取R = 2m。具体步骤如下： 1)利用电磁仿真软件FEK0对直二面角模型进行建模仿真，在距离待测目标R = 2m 的方位面上进行近场双站散射数据采集。天线在某一点处进行发射，同时在距离目标R远的 圆周上间隔1°进行接收。以此类推，天线在圆周上逐点轮流进行"单发多收"采集，从而得到 完备的近场双站数据，记为ENN( 0tN，0rN)。 2)将1)中得到的每一次"单发多收"近场数据按照公式：进行近远场外推转换。 3)将2)中所有角度下的外推远场数据整理，得到361X361的矩阵。 4)提取出3)中矩阵的每一列，重复步骤2)、3)。经过两次外推处理，得到"远场发 射、远场接收"的数据，再提取出矩阵的对角线元素，最终得到二面角目标的远场RCS。 得到的外推结果参照图3,与FEK0中采用矩量法(Μ0Μ)计算的二面角远场RCS进行 对比，可以看出，两者吻合良好，在耦合区的平均误差为〇.42dB。实例2: 参照图2-b选择一个长0.68m，宽0.61m，高0.44m的直腔体结构模型，测试频率为 1.5GHz，波长为0.2m。根据近场测量条件R < 2D2/A = 4.6m，其中D = 0.68m为目标最大尺寸， 仿真时近场距离选取R = 2m。按照实例1中同样的步骤进行仿真，得到的外推结果参照图4， 与腔体的远场RCS进行对比，两者重合度也很高，在耦合区的平均误差为0.38dB。验证了该 方法的有效性。【主权项】1. 一种基于多次散射目标的近远场外推方法，其特征在于步骤如下： 步骤1:在测量半径满足近场条件R<2D2/A的空间内，对待测目标进行散射测量得到完 备的近场双站散射数据ENN(θtN，θrN)，ENN(θ t本文档来自技高网...
【技术保护点】
一种基于多次散射目标的近远场外推方法，其特征在于步骤如下：步骤1：在测量半径满足近场条件R＜2D2/λ的空间内，对待测目标进行散射测量得到完备的近场双站散射数据ENN(θtN,θrN)，ENN(θtN,θrN)采用矩阵形式表示；其中，上标NN表示近场发射、近场接收；θtN表示各发射角度，范围为‑180°～180°，间隔为1°，t＝1,2,……,361；θrN表示各接收角度，范围为‑180°～180°，间隔为1°，r＝1,2,……,361；步骤2：采用基于合成孔径成像的外推算法，将ENN(θtN,θrN)的每一行作外推计算得到ENF(θtN,θrF)；其中，上标NF表示近场发射、远场接收；步骤3：根据互易定理，将步骤2得到的外推数据ENF(θtN,θrF)等效为EFN(θrN,θtF)；其中，上标FN表示远场发射、近场接收；步骤4：采用基于合成孔径成像的外推算法，将EFN(θrN,θtF)的每一列作外推计算得到EFF(θrF,θtF)；其中，上标FF表示远场发射、远场接收；步骤5：提取EFF(θrF,θtF)矩阵对角线数据，即为各角度下的后向单站RCS。
【技术特征摘要】
【专利技术属性】
技术研发人员：李南京，党娇娇，胡楚锋，陈卫军，徐志浩，
申请(专利权)人：西北工业大学，
类型：发明
国别省市：陕西;61
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