一种通过三维目标声散射评估电磁散射特征的方法技术

本发明专利技术涉及目标电磁散射与声散射技术领域，且公开了一种通过三维目标声散射评估电磁散射特征的方法，包括以下步骤：1)确定需要评估的三维目标的电磁散射频率；2)确定通过三维目标声散射评估电磁散射中声散射测试的声波频率、声信号脉冲宽度、扫频带宽与对应声学性质的三维目标；3)对应声学性质的三维目标，并安装于消声水池中测试。该通过三维目标声散射评估电磁散射特征的方法，将声散射测试所需目标安装于水声紧缩场或者常规水池中进行目标不同角度的声散射测试，采集不同角度的声散射回波信号并存储，最后采用幅度计算、脉冲压缩和R

【技术实现步骤摘要】
一种通过三维目标声散射评估电磁散射特征的方法


[0001]本专利技术涉及目标电磁散射与声散射
，具体为一种通过三维目标声散射评估电磁散射特征的方法。

技术介绍

[0002]电磁散射是入射电磁波在目标体表面形成感应电流后进行二次辐射的电磁波，散射电磁波包含有目标的信息特征，是目标信息的载体，在散射电磁波的基础上可进一步获得目标电磁散射特征，目标电磁散射特征在雷达探测、隐身设计和电子对抗中具有重要的意义，尤其是用于现代雷达自动目标识别中具有不可或缺的作用。
[0003]目前，目标电磁散射特征的实际测试主要有微波暗室法、紧缩场测试法和外场测试法，虽然实际测试的精度较高，但测试成本较高、技术难度大、对测试环境的要求较高，此外，目标电磁散射特征测试还存在室内测试空间限制性高，外场测试保密性差的问题，并且现有技术中目标电磁散射特征实际测试重成本较高、技术难度大、对测试环境的要求较高，故而，提出一种通过三维目标声散射评估电磁散射特征的方法来解决上述问题。

技术实现思路

[0004](一)解决的技术问题
[0005]针对现有技术的不足，本专利技术提供了一种通过三维目标声散射评估电磁散射特征的方法，具备检测结果精度较高等优点，解决了现有技术中目标电磁散射特征实际测试重成本较高、技术难度大、对测试环境的要求较高的问题。
[0006](二)技术方案
[0007]为实现上述目的，本专利技术提供如下技术方案：一种通过三维目标声散射评估电磁散射特征的方法，包括以下步骤：
[0008]1)确定需要评估的三维目标的电磁散射频率，对应的电磁波频率，脉冲宽度，扫频带宽与三维目标性质，取缩比系数为r1；
[0009]2)确定通过三维目标声散射评估电磁散射中声散射测试的声波频率、声信号脉冲宽度、扫频带宽与对应声学性质的三维目标；
[0010]3)对应声学性质的三维目标，并安装于消声水池中测试；
[0011]4)当需要获得通过三维目标声散射评估目标单站电磁散射的结果时，则进行单频点声散射测试，则继续进行操作，当需要获得通过三维目标声散射评估目标的一维距离像和ISAR的结果时，则需要进行具有一定带宽的线性扫频声散射测试；
[0012]5)三维目标声散射单个角度测试过程为，信号源产生发射信号，信号放大后发射，接收目标散射的回波信号，回波信号线性放大、滤波和存储；
[0013]6)根据步骤4，与所需要的步进角度，完成不同角度范围内的三维目标的声散射测试；
[0014]7)如果为单频点声散射，则在采集的每个角度的回拨信号中截取目标声散射信
号，并进行FFT计算，则可得三维目标的单站声散射测试结果，此结果为通过三维目标声散射评估目标单站电磁散射的结果；
[0015]8)对采集的单个角度的回拨信号进行脉冲压缩处理，则得到被测目标的对应角度的一维距离像结果，此结果为通过目标声散射评估目标电磁散射一维距离像的结果；
[0016]9)采用R
‑
D算法对步骤6中采集的多角度的散射回波信号进行处理，获得目标的ISAR成像结果，此结果为通过目标声散射评估目标电磁散射二维成像的结果。
[0017]进一步，所述步骤2)中确定通过三维目标声散射评估电磁散射中声散射测试的声波频率、声信号脉冲宽度、扫频带宽与对应声学性质的三维目标的方法为：
[0018]a.当目标物为导体时，对应进行声学测试的目标应为刚性图或绝对弹性体，体积尺度缩小r1倍；
[0019]b.当目标物为介质体时，其介质体对应的电磁波的反射系数为V1，则对应进行声学测试的目标材质应为一般弹性体，其声学反射系数必须为V1，同时体积尺度缩小r1倍；
[0020]c.当需要评估的电磁波频率为(f
e1
‑
f
e2
)(GHz)，脉冲时间为T
e1
时，则对应声波的频率为(f
s1
‑
f
s2
)(KHz)，声波脉冲时间为T
s1
＝2
·
105·
T
e1
/r1，其中， f
s1
＝5
·
r1·
f
e1
，f
s2
＝5
·
r1·
f
e2
，当f
e1
＝f
e2
时，d
s1
＝f
s2
，为单频点测试。
[0021]进一步，所述步骤7)中使用傅里叶变换方法对每个角度采集到的测试信号进行处理，S(m，f)＝FFT
n
(s
r
(m，t))，然后截取对应频率的幅度值进行幅度归一化处理，可得对应角度m
·
Δθ的单站声散射值R(m
·
Δθ)＝normal(S(m，f1))，循环计算所有角度的R(m
·
Δθ)值，可得目标声散射测试评估目标单站电磁散射计算结果。
[0022]进一步，所述步骤8)中使用脉冲压缩算法计算目标一维距离像的具体方法是：对采集到的测试信号进行匹配滤波处理，y(t)＝IFFT(S(f)
·
H(f)
·
wins)，即目标声散射评估目标电磁散射一维距离像计算结果，其中，S(f)为接收信号 s
r
(t)的傅里叶变换S(f)＝FFT(s
r
(t))，H(f)＝conj(FFT(s
t
(t)))为发射信号的系统相应函数s
t
(t)的系统相应函数，FFT(
·
)、IFFT(
·
)和conj(
·
)分别为快速傅里叶变换、傅里叶逆变换和复共轭计算，wins为Hamming窗函数。
[0023]进一步，所述步骤(九)中，使用R
‑
D算法作为目标电磁散射二维成像计算方法，即分别对距离和方位进行二维傅里叶变换，假设原始接收到的测量数据为s
r
(m，n)，其中m为方位向采样角度数，n为时间域的距离像采样数，在距离向进行IFFT处理，可得不同方位上的目标距离向数据IFFT
n
(s
r
(m，n))；然后在方位向进行FFT处理，可得目标的二维成像结果FFT
m
(IFFT
n
(s
r
(m，n)))，即目标声散射评估目标电磁散射二维成像结果。
[0024](三)有益效果
[0025]与现有技术相比，本专利技术提供了一种通过三维目标声散射评估电磁散射特征的方法，具备以下有益效果：
[0026]1、该通过三维目标声散射评估电磁散射特征的方法，通过确定需要评估的三维目标的电磁散射频率与目标媒质的性质，然后根据缩比关系确定目标声散射测试所需的声波信号频率、脉冲宽度、扫频频率宽本文档来自技高网...

【技术保护点】

【技术特征摘要】
1.一种通过三维目标声散射评估电磁散射特征的方法，其特征在于，包括以下步骤：1)确定需要评估的三维目标的电磁散射频率，对应的电磁波频率，脉冲宽度，扫频带宽与三维目标性质，取缩比系数为r1；2)确定通过三维目标声散射评估电磁散射中声散射测试的声波频率、声信号脉冲宽度、扫频带宽与对应声学性质的三维目标；3)对应声学性质的三维目标，并安装于消声水池中测试；4)当需要获得通过三维目标声散射评估目标单站电磁散射的结果时，则进行单频点声散射测试，则继续进行操作，当需要获得通过三维目标声散射评估目标的一维距离像和ISAR的结果时，则需要进行具有一定带宽的线性扫频声散射测试；5)三维目标声散射单个角度测试过程为，信号源产生发射信号，信号放大后发射，接收目标散射的回波信号，回波信号线性放大、滤波和存储；6)根据步骤4，与所需要的步进角度，完成不同角度范围内的三维目标的声散射测试；7)如果为单频点声散射，则在采集的每个角度的回拨信号中截取目标声散射信号，并进行FFT计算，则可得三维目标的单站声散射测试结果，此结果为通过三维目标声散射评估目标单站电磁散射的结果；8)对采集的单个角度的回拨信号进行脉冲压缩处理，则得到被测目标的对应角度的一维距离像结果，此结果为通过目标声散射评估目标电磁散射一维距离像的结果；9)采用R
‑
D算法对步骤6中采集的多角度的散射回波信号进行处理，获得目标的ISAR成像结果，此结果为通过目标声散射评估目标电磁散射二维成像的结果。2.根据权利要求1所述的一种通过三维目标声散射评估电磁散射特征的方法，其特征在于，所述步骤2)中确定通过三维目标声散射评估电磁散射中声散射测试的声波频率、声信号脉冲宽度、扫频带宽与对应声学性质的三维目标的方法为：a.当目标物为导体时，对应进行声学测试的目标应为刚性图或绝对弹性体，体积尺度缩小r1倍；b.当目标物为介质体时，其介质体对应的电磁波的反射系数为v1，则对应进行声学测试的目标材质应为一般弹性体，其声学反射系数必须为v1，同时体积尺度缩小r1倍；c.当需要评估的电磁波频率为(f
e1
‑
f
e2
)(GHz)，脉冲时间为T
e1
时，则对应声波的频率为(f
s1
‑
f
s2
)(KHz)，声波脉冲时间为T
s1
＝2
·
105·
T
e1
/r1，其中，f
s1
＝5
·
r1·
f
e1
，f
s2
＝5
·
r1·
f
e2

【专利技术属性】
技术研发人员：葛俊祥，
申请(专利权)人：南京信息工程大学，
类型：发明
国别省市：