本发明专利技术公开了一种基于公转自转复合运动体系的微波成像及散射源分离方法，基于公转自转复合运动体系对待测目标系统进行雷达微波测量，其中，待测目标系统包括待测目标、吊绳、自转的菱形支杆、公转的转台，并且自转的菱形支杆位于公转的转台之上，即做公转自转复合运动，令自转的菱形支杆尖端始终正对雷达入射方向，从而达到降低菱形支杆散射；同时，采用点目标模型验证转台上的其他目标自转运动对于测量待测目标公转散射特性时的影响，对测量时目标运动的真实情况进行理论分析以及二维图像的计算分析，并采用扣像对消方法进一步降低菱形支杆散射，可实现微波成像与散射源分离。可实现微波成像与散射源分离。可实现微波成像与散射源分离。
【技术实现步骤摘要】
基于公转自转复合运动体系的微波成像及散射源分离方法
[0001]本专利技术涉及散射测量
，更具体的说是涉及一种基于公转自转复合运动体系的微波成像及散射源分离方法。
技术介绍
[0002]目前，对于大型尺寸目标的散射测量，所需要的目标菱形支杆尺寸也较大，待测飞机采用“两支一吊”的支撑方式，即前部采用一根吊绳、后部采用两个菱形支撑杆，被测目标和菱形支杆位于转台之上，因此有效降低菱形支杆散射是准确测量目标散射的必要途径。
[0003]但是，由于菱形支杆在架设大尺寸目标时和菱形支杆本身的状态不同，会有所弯曲，因此载体或背景对消方法并不适用；由于菱形支杆尺寸较大，所以即使铺设吸波材料也会对大尺寸目标的散射产生较大影响，从而降低散射测量准确度。
[0004]因此，如何提高大尺寸目标散射测量的准确度，降低菱形直杆散射影响，实现微波成像及散射源分离是本领域技术人员亟需解决的问题。
技术实现思路
[0005]有鉴于此，本专利技术提供了基于公转自转复合运动体系的微波成像及散射源分离方法，提出在转台公转的同时，菱形支杆进行自转，并且两者的角速度方向相反，使得菱形支杆尖端始终正对雷达入射方向，从而达到降低菱形支杆散射的目的。同时，采用点目标模型探究转台上的其他目标自转运动对于被测目标公转散射特性测量时的影响，对测量时目标运动的真实情况进行目标回波计算以及二维图像计算分析，并采用扣像对消方法进一步降低菱形支杆散射。
[0006]为了实现上述目的，本专利技术采用如下技术方案：
[0007]基于公转自转复合运动体系的微波成像及散射源分离方法，包括以下步骤：
[0008]步骤1：采集公转自转复合运动体系的组合目标回波；
[0009]步骤2：对所述组合目标回波按照公转自转复合运动进行相位补偿，获得带有公转目标散射源杂波的自转目标二维图像；
[0010]步骤3：根据自转目标二维图像确定出自转目标散射源所在的自转目标位置，对自转目标位置的预设范围区域内的成像值进行归一化处理，获得自转目标自身散射；归一化处理获得的归一化散射值即为自转目标自身散射；
[0011]步骤4：对自转目标自身散射按照公转自转复合运动进行相反的相位补偿，获得自转目标自身回波；
[0012]步骤5：将组合目标回波和自转目标自身回波进行相减对消，获得对消后的目标回波；
[0013]步骤6：将对消后的目标回波按照公转运动方式进行相位补偿，即可获得公转目标的二维图像；此时，自转目标的散射影响很小，若公转与自转目标的散射系数相同，那么在对消后公转目标的二维像中，公转目标散射与自转目标散射会相差40dB以上。
[0014]优选的，公转自转复合运动体系包括转台、被测目标、吊绳和菱形支杆，其中，被测目标和菱形支柱位于转台上，吊绳吊起被测目标前部，两组菱形支杆可旋转支撑被测目标后部，转台公转的同时菱形支杆进行自转，并且两者旋转的角速度方向相反，转台和菱形支杆的转动构成公转自转复合运动，菱形支杆尖端始终正对雷达入射方向，雷达对公转自转复合运动体系发射雷达波，采集获得组合目标回波；菱形支杆为自转目标，被测目标为公转目标。
[0015]优选的，步骤2中采用二维重建算法构建二维图像，在转台上取两个公转目标点，分别为A和C，在菱形支杆上取三个自转目标点，分别为B、D和E，作为点目标模型；
[0016]所述组合目标回波表示为：
[0017]E
s
(f,θ)＝E
As
(f,θ)+E
Cs
(f,θ)+E
Bs
(f,θ)+E
Ds
(f,θ)+E
Es
(f,θ)；
[0018][0019][0020][0021][0022][0023]其中，f为雷达波；θ为雷达的顺时针旋转角度；E
As
(f,θ)、E
Bs
(f,θ)、E
Cs
(f,θ)、E
Ds
(f,θ)和E
Es
(f,θ)分别为A、B、C、D和E点的回波；(x
A
,y
A
)表示第一公转目标点A的位置坐标；(x
C
,y
C
)表示第二公转目标点C的位置坐标；(x
B
,y
B
)表示第一自转目标点B的位置坐标；(x
D
,y
D
)表示第二自转目标点D的位置坐标；(x
E
,y
E
)表示第三自转目标点E的位置坐标；s(x,y)为目标散射系数，仿真计算时设置为1；雷达波经被测目标反射后产生的相位延迟为2kd；k＝2πf/c，c为光速；
[0024][0025][0026][0027][0028][0029]其中，R表示雷达到目标间的距离；θ为雷达的顺时针旋转角度；R
B
、R
D
、R
E
分别为自转目标点B、第二自转目标点D、第三自转目标点E绕着第一公转目标点A的旋转半径，表达式为：
[0030][0031][0032][0033]θ
B
、θ
D
、θ
E
分别为自转目标点B、第二自转目标点D、第三自转目标点E与y轴负方向夹角的起始值，表达式为：
[0034][0035][0036][0037]则按照公转自转复合运动进行相位补偿的目标散射系数表示为：
[0038]s(x,y)＝∫∫E
s
(f,θ)e
j2kd
dfdθ
[0039]其中，根据目标散射系数以公转运动方式或者公转自转复合运动方式形成二维图像，d的值只需要对应地取d
A
或d
C
或d
B
或d
D
或d
E
。目标散射系数是一个二维矩阵，类似于像素点得值，对该二维矩阵采用画图函数就可以得到二维图像。
[0040]优选的，所述步骤4的具体过程为：
[0041]按照第一自转目标点B的运动方式成像，扣除第一自转目标点B的二维图像，反求得第一自转目标点B的回波电场；
[0042]优选的，所述步骤5的具体过程为：
[0043]用第一公转目标点A、第一自转目标点B和第二公转目标点C的三个目标点的回波电场减去步骤4反求的第一自转目标点B的回波电场，获得公转目标回波电场；
[0044]优选的，所述步骤6的具体过程为：
[0045]对步骤5得到的公转目标回波电场以公转运动方式进行二维成像，获得散射源分离后公转目标的二维图像。
[0046]经由上述的技术方案可知，与现有技术相比，本专利技术公开提供了一种基于公转自转复合运动体系的微波成像及散射源分离方法，基于公转自转复合运动体系进行雷达微波测量，令自转的菱形支杆尖端始终正对雷达入射方向，从而达到降低菱形支杆散射，同时，采用点本文档来自技高网...
【技术保护点】
【技术特征摘要】
1.一种基于公转自转复合运动体系的微波成像及散射源分离方法，其特征在于，包括以下步骤：步骤1：采集公转自转复合运动体系的组合目标回波；步骤2：对所述组合目标回波按照公转自转复合运动进行相位补偿，获得带有公转目标散射源杂波的自转目标二维图像；步骤3：根据自转目标二维图像确定出自转目标散射源所在的自转目标位置，对自转目标位置的预设范围区域内的成像值进行归一化处理，获得自转目标自身散射；步骤4：对自转目标自身散射按照公转自转复合运动进行相反的相位补偿，获得自转目标自身回波；步骤5：将组合目标回波和自转目标自身回波进行相减对消，获得对消后的目标回波；步骤6：将对消后的目标回波按照公转运动方式进行相位补偿，获得公转目标的二维图像。2.根据权利要求1所述的基于公转自转复合运动体系的微波成像及散射源分离方法，其特征在于，公转自转复合运动体系包括转台、被测目标、吊绳和菱形支杆，其中，被测目标和菱形支柱位于转台上，吊绳吊起被测目标前部，两组菱形支杆可旋转支撑被测目标后部，转台公转的同时菱形支杆进行自转，并且两者旋转的角速度方向相反，转台和菱形支杆的转动构成公转自转复合运动，菱形支杆尖端始终正对雷达入射方向，雷达对公转自转复合运动体系发射雷达波，采集获得组合目标回波；菱形支杆为自转目标，被测目标为公转目标。3.根据权利要求2所述的基于公转自转复合运动体系的微波成像及散射源分离方法，其特征在于，步骤2中采用二维重建算法构建二维图像，在转台上取两个公转目标点，分别为A和C，在菱形支杆上取三个自转目标点，分别为B、D和E；所述组合目标回波表示为：E
s
(f,θ)＝E
As
(f,θ)+E
Cs
(f,θ)+E
Bs
(f,θ)+E
Ds
(f,θ)+E
Es
(f,θ)；(f,θ)；(f,θ)；(f,θ)；(f,θ)；其中，f为雷达波；θ为雷达的顺时针旋转角度；E
As
(f,θ)、E
Bs
(f,θ)、E
Cs
(f,θ)、E
Ds
(f,θ)和E
Es
(f,θ)分别为A、B、C、D和E点的回波；(x
A
,y
A
)表示第一公转目标点A的位置坐标；(x
C
,y
C
)表示第二公转目标点C的位置坐标；(x
B
...
【专利技术属性】
技术研发人员：赵京城，娄长玉，
申请(专利权)人：北京航空航天大学，
类型：发明
国别省市：
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