The invention discloses a near-far field conversion acceleration method with optional plane spectrum direction, which includes: S1, near-field scattering single-station sampling at any position in the near-field region, recording the antenna receiving voltage and sampling point position of each sampling point; S2, dividing the near-field region to form a multi-layer grouping structure; S3, analyzing the transfer operator, calculating the effective angle spectrum width of each layer grouping, and setting the threshold. Four, the transfer operator is applied to the group center of the most advanced group in the multi-layer grouping structure, which is allocated from the parent group center to its sub-group center in a recursive form until the actual sampling point; S5, the integral on the unit angular spectrum sphere is realized by using the numerical value of the Gauss Legendre integral scheme; S6, the minimum residual is calculated by iteration, repeating 4 and 5 until iteration. Convergence; S7. Obtain target RCS. The invention sampled only in some directions which contributed greatly to the far field, reduced the filling amount of the transfer matrix and the calculation amount of the transfer operation, and reduced the calculation amount of the near and far field conversion.
【技术实现步骤摘要】
一种平面波谱方向可选择的近远场转换加速方法
本专利技术涉及目标电磁散射与逆散射以及快速算法领域,特别涉及一种平面波谱方向可选择的近远场转换加速方法。
技术介绍
近远场转换算法是目标RCS(雷达散射截面积)近场测试的关键组成部分之一。目标RCS测试需要满足远场条件,目前较为成熟的方法有远场测试和紧缩场测试。然而,对于电大尺寸目标RCS测试,远场测试需要面积巨大的地平场,紧缩场测试需要昂贵的反射面设施。近年来发展活跃的RCS近场测试技术,在不满足远场条件的近场进行测试,再通过近远场转换算法得到目标RCS,具有低廉便捷的特点。近远场转换算法是近场测试的关键。近远场转换算法与近场测试方式有关,对于均匀采样的圆周单站测试方式,常采用基于近场成像的近远场转换方法;对于非均匀采样测试方式,采用基于平面波谱的多层分组结构快速近远场转换方法。在基于平面波谱的多层分组结构快速近远场转换方法中,填充每层的转移算子矩阵是重要而耗时的一步。转移算子的截断阶数L决定了转移矩阵的规模,每层的L由波数、该层包络盒的尺寸、以及精度决定。在进行转移矩阵填充时,如果在全角谱域采样,当L增大时,转移矩阵的规模将非常大,对计算机内存和计算时间都是挑战。本专利技术提供了一种平面波谱方向选择方法,减少采样量,加速近远场转换加速算法。在检索到的国内外公开及有限范围发表的文献中,关于基于近场成像的近远场转换方法的,例如专利申请“基于线迹扫描二维近场成像的反向散射截面测量方法”(公开号:CN104199026A)介绍了沿着近场一维设定线迹扫面成像的近远场转换方法,例如论文“基于聚束SAR成像的目标RCS近远 ...
【技术保护点】
1.一种平面波谱方向可选择的近远场转换加速方法,其特征在于,该方法包含以下步骤:S1、在近场区域内使用任意天线在任意位置进行近场散射单站采样,记录每个采样点的天线接收电压及采样点位置;S2、对近场区域进行划分,使得所有测试点共同形成一个多层分组结构;S3、通过对转移算子进行分析,计算每层分组的有效角谱宽度,并设置一个阈值,如果某一方向的转移算子幅度小于该阈值时,则不计入该方向的平面波;S4、将转移算子作用于多层分组结构中的最高级组的组中心,并以递归的形式从父级组中心配置到其子级组中心,直到配置至实际的采样点;S5、使用高斯勒让德积分格式数值实现单位角谱球上的积分;S6、使用共轭梯度法进行迭代计算,计算最小余量,当迭代不收敛,则重复所述步骤S4和所述步骤S5,直到迭代收敛,进入步骤S7;S7、根据RCS与目标反射率方向图之间的关系获得目标RCS。
【技术特征摘要】
1.一种平面波谱方向可选择的近远场转换加速方法,其特征在于,该方法包含以下步骤:S1、在近场区域内使用任意天线在任意位置进行近场散射单站采样,记录每个采样点的天线接收电压及采样点位置;S2、对近场区域进行划分,使得所有测试点共同形成一个多层分组结构;S3、通过对转移算子进行分析,计算每层分组的有效角谱宽度,并设置一个阈值,如果某一方向的转移算子幅度小于该阈值时,则不计入该方向的平面波;S4、将转移算子作用于多层分组结构中的最高级组的组中心,并以递归的形式从父级组中心配置到其子级组中心,直到配置至实际的采样点;S5、使用高斯勒让德积分格式数值实现单位角谱球上的积分;S6、使用共轭梯度法进行迭代计算,计算最小余量,当迭代不收敛,则重复所述步骤S4和所述步骤S5,直到迭代收敛,进入步骤S7;S7、根据RCS与目标反射率方向图之间的关系获得目标RCS。2.如权利要求1所述的平面波谱方向可选择的近远场转换加速方法,其特征在于,所述近场区域是指以目标中心为球心,并在最近和最远半径所确定的区域。3.如权利要求2所述的平面波谱方向可选择的近远场转换加速方法,其特征在于,所述步骤S2中,进一步包含:对近场区域进行划分,落入同一区域的测试点成为最底级组,临近的底级组构成所述最底级组的上一级组,依次类推,直到组成最高级组,形成所述多层分组结构,其中,最高级组记作第N级组,最底级组记作0级组;以目标中心为坐标原点,是测试点矢量,是第N级组中心矢量,是从第N级组中心到第N-1级组中心的矢量,依此类推,是第n+1(n<N)级组中心到第n级组中心矢量,是第1级组中心到最底级组中心矢量,是最底级组中心...
【专利技术属性】
技术研发人员:贺新毅,童广德,徐秀丽,张元,魏飞鸣,
申请(专利权)人:上海无线电设备研究所,
类型:发明
国别省市:上海,31
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