【技术实现步骤摘要】
本专利技术涉及系统建模与仿真，尤其涉及一种微波探测效能仿真分析方法、设备及介质。
技术介绍
1、近年来，随着基于模型的系统工程(mbse)在复杂工程领域，如航空、航天和太空系统中的广泛应用，子系统模型的准确性以及其与实际系统的一致性已成为成功设计复杂系统工程的关键因素。然而，目前在飞行器等系统的微波探测载荷的系统仿真中，模型精度不够，难以通过系统仿真技术对其效能进行准确的仿真分析。这一方面是因为系统仿真为了适应不同的仿真需求，各个子系统模型需要使用参数及仿真模型，快速给出仿真结果，导致目前的仿真模型难以全方面的考虑环境以及干扰对微波探测载荷的影响。如果直接使用微波探测载荷设计中的信号级仿真流程，仿真计算时间过长，严重降低整个系统仿真的效率以及实时性。
2、因此，针对目前基于模型的系统工程的仿真需求，迫切需要一种兼顾仿真速度与仿真精度的效能仿真分析方法。
技术实现思路
1、为解决上述现有技术中存在的技术问题，本专利技术的目的在于提供一种微波探测效能仿真分析方法、设备及存储介质，能够模拟信号级仿真的优点，综合考虑设备整个工作流程中，环境以及干扰对效能的影响，降低模型仿真的计算量，满足系统仿真中的实时性需求。
2、为实现上述专利技术目的，本专利技术提供一种微波探测效能仿真分析方法，步包括以下步骤：
3、步骤s1、根据微波探测载荷参数计算微波探测载荷的探测参数以及天线波束覆盖情况；
4、步骤s2、根据微波探测载荷与目标的相对位置以及姿态关系，
5、步骤s3、计算各个杂波块的散射回波，生成环境杂波；
6、步骤s4、对目标、环境以及干扰回波进行时空自适应处理，根据目标起伏类型以及时空处理增益，计算微波探测效能参数。
7、根据本专利技术的一个技术方案，所述步骤s1中，具体包括：
8、步骤s11、根据微波探测载荷的载荷平台参数，确定所述载荷平台当前的速度矢量以及高度参数，确定探测区域与载荷平台的几何坐标关系；
9、步骤s12、根据微波探测载荷的天线参数，对微波探测载荷的三维方向图进行建模，获得微波探测载荷满足主瓣波束宽度的天线方向图；
10、步骤s13、根据探测区域与载荷平台的几何位置关系以及天线方向图计算主波束的波束覆盖情况。
11、根据本专利技术的一个技术方案，所述步骤s2中，具体包括：
12、步骤s21、根据目标的材料参数以及外形参数计算目标的雷达散射截面数据，并确定散射类型；
13、步骤s22、根据目标的电磁散射截面数据以及雷达回波方程，计算得到目标的后向散射回波的回波幅度。
14、根据本专利技术的一个技术方案，所述步骤s22中，具体包括：
15、根据微波探测载荷的姿态以及与目标的相对位置关系，通过天线方向图模型获得天线的增益通过目标的散射截面数据获得对应方向的rcs，即
16、根据雷达方程计算目标的后向散射回波的回波幅度，公式为：
17、
18、其中，pav是平均发射功率，是探测载荷坐标系当中探测方向的天线增益，λ是波长，是目标在其局部坐标系下在微波探测载荷方向的rcs，k是波尔兹曼常数，t0是等效温度，bn是多普勒带宽，fn是接收机噪声系数，ls是系统损耗。
19、根据本专利技术的一个技术方案，所述步骤s3中，具体包括：
20、步骤s31、根据地面类型，建立微波探测载荷照射区域面杂波后向散射系数计算模型；
21、步骤s32、根据目标与雷达之间的距离关系以及微波探测载荷的分辨率，计算杂波块的面积与数量；
22、步骤s33、计算杂波块多普勒频移，并计算每个杂波块的反射回波；
23、步骤s34、根据杂波块数量、面积、方位以及后向散射系数，计算环境杂波的回波参数。
24、根据本专利技术的一个技术方案，所述步骤s32中，具体包括：
25、步骤s321、完成距离向网格划分；
26、依据微波探测载荷在地面上的距离分辨率进行距离向的单元划分，距离分辨率采用以下公式计算：
27、
28、其中，ψ为雷达脉冲入射方向与地面夹角；在δr距离内，两个不同的目标能够被微波探测载荷所分辨，在距离方向上，主波束覆盖区域被划分为多个等间距的距离环，任一所述距离环到微波探测载荷的距离用ri表示；
29、步骤s322、完成方位向网格划分；
30、根据米切尔模型，在方位方向按照雷达的角度分辨率来进行划分，微波探测载荷的多普勒带宽为多普勒分辨率为fr/m，则在方位方向，单元个数即为杂波环单元的数量，则有：
31、k＝δfdm/fr
32、方位向的划分大小为：
33、
34、计算得到杂波环的面积为：
35、
36、步骤s323、计算距离模糊数量；
37、雷达发射按照固定的频率发射脉冲串，任一脉冲串在地面形成一些列的圆环区域，
38、根据脉冲信号的周期决定，计算最大不模糊距离ru：
39、
40、其中，tp表示脉冲的周期，与脉冲重复频率fr互为倒数；
41、假设雷达主波束内的擦地角近似相等，则对于主瓣内的距离模糊数量表示为：
42、
43、根据本专利技术的一个技术方案，所述步骤s4中，具体包括：
44、步骤s41、设置干扰源数量、功率以及运动情况，并根据功率衰减方程计算到达微波探测载荷天线位置处的功率；
45、步骤s42、计算时空导向矢量，生成时空自适应处理矩阵；
46、步骤s43、根据目标起伏类型与时空处理之后的信噪比，计算目标检测概率。
47、根据本专利技术的一个技术方案，所述步骤s42中，具体包括：
48、步骤s421、计算空间导向矢量
49、在微波探测载荷坐标系中，微波探测载荷沿着x轴飞行，阵列天线沿着x轴分布，以第一个天线单位的位置为坐标原点，第i个通道天线的坐标位置表示为：
50、coorirad＝((i-1)d，0，0)
51、对于位于俯仰角为θel、方位角度为θaz处的目标，坐标表示为coor＝r(sinθelcosθaz，sinθelsinθaz，cosθel)，其到第i个通道天线的矢量距离表示为
52、virad＝(rsinθelcosθaz-(i-1)d，rsinθelsinθaz，rcosθel)；
53、第i个通道天线与第1个矢量天线的矢量差表示为：
54、virad-v0rad＝((i-1)d，0，0)
55、在目标方向的投影表示为：
56、(i-1)dsinθelcosθaz
57、相位差表示为：
58、
59、定义归一化角度为：
60、...
【技术保护点】
1.一种微波探测效能仿真分析方法，其特征在于，包括以下步骤：
2.根据权利要求1所述的微波探测效能仿真分析方法，其特征在于，所述步骤S1中，具体包括：
3.根据权利要求1所述的微波探测效能仿真分析方法，其特征在于，所述步骤S2中，具体包括：
4.根据权利要求3所述的微波探测效能仿真分析方法，其特征在于，所述步骤S22中，具体包括：
5.根据权利要求1所述的微波探测效能仿真分析方法，其特征在于，所述步骤S3中，具体包括：
6.根据权利要求5所述的微波探测效能仿真分析方法，其特征在于，所述步骤S32中，具体包括：
7.根据权利要求1所述的微波探测效能仿真分析方法，其特征在于，所述步骤S4中，具体包括：
8.根据权利要求7所述的微波探测效能仿真分析方法，其特征在于，所述步骤S42中，具体包括：
9.一种电子设备，其特征在于，包括：一个或多个处理器、一个或多个存储器、以及一个或多个计算机程序；其中，处理器与存储器连接，上述一个或多个计算机程序被存储在存储器中，当电子设备运行时，该处理器执行该存
10.一种计算机可读存储介质，其特征在于，用于存储计算机指令，所述计算机指令被处理器执行时，实现如权利要求1至8中任一项所述的微波探测效能仿真分析方法。
...【技术特征摘要】
1.一种微波探测效能仿真分析方法，其特征在于，包括以下步骤：
2.根据权利要求1所述的微波探测效能仿真分析方法，其特征在于，所述步骤s1中，具体包括：
3.根据权利要求1所述的微波探测效能仿真分析方法，其特征在于，所述步骤s2中，具体包括：
4.根据权利要求3所述的微波探测效能仿真分析方法，其特征在于，所述步骤s22中，具体包括：
5.根据权利要求1所述的微波探测效能仿真分析方法，其特征在于，所述步骤s3中，具体包括：
6.根据权利要求5所述的微波探测效能仿真分析方法，其特征在于，所述步骤s32中，具体包括：
7.根据权利要求1所述的微波探测效能仿真分析...
【专利技术属性】
技术研发人员：冯昊，黄石生，王冬红，吴秋诗，王倩，高扬，殷建丰，冯国旭，
申请(专利权)人：中国空间技术研究院，
类型：发明
国别省市：
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