【技术实现步骤摘要】
本专利技术涉及雷达信号处理领域，具体涉及一种针对分布式全相参雷达空间合成增益分布仿真建模方法。
技术介绍
1、在远离距离搜索、跟踪、监视以及目标识别等应用场景中，大孔径、高功率的大规模相控阵雷达扮演着越来越重要的角色。然而随着对威力和精度要求的不断提高，大规模相控阵雷达发展过程中面临建设成本激增和机动性骤降等多种负面因素的制约，分布式全相参雷达应运而生。分布式全相参雷达n个发射雷达发射的电磁信号在空间中经精确同步和补偿后相参叠加，理论上可以获得n2的空间合成增益。然而实际应用过程中，相参参数估计、目标定位均存在测量误差，无法保证目标点位于合成增益最大的范围内，因此如何在资源有限的条件下，保证信号相参叠加范围最大化是一个重要研究问题。分布式全相参雷达在目标空域处相参叠加范围主要受雷达性能参数、同步精度和布阵几何等因素影响，其中布阵几何参数影响最为显著。本专利技术正是针对该问题提出一种全新的分布式全相参雷达空间合成增益分布仿真建模方法，为该体制雷达布阵优化研究提供先验数据支撑。
2、目前，针对雷达布阵优化问题国内和国际专家学者进行了深入研究。中国电子科学研究院提出一种信号相关性对分布式mimo雷达形态约束的研究分析方法，根据信号相关性约束条件，给出空天分布雷达各工作频点与各节点最大间距的对应关系；从效费比角度，分析增加节点数量对提升等效合成增益的效果间的关系。中国电子科技集团公司第三十八研究所针对大型随机阵列的布阵和使用方式进行研究，提出一种随机布阵和探测性能优化的设计分析方法。国外，国外主要是美国林肯实验室针对分布式全
3、实际工程应用中，针对单雷达采用仿真分析和实机实验相结合的方法，分析验证雷达发射信号能量分布。而分布式全相参雷达由于其组成单元多，就会导致进行实物实验面临难度大、时间成本和设备成本高等问题。
技术实现思路
1、本专利技术所要解决的技术问题是：
2、为了避免现有技术的不足之处，本专利技术提供一种分布式全相参雷达空间合成增益分布仿真建模方法，为分布式全相参雷达布阵优化提供先验数据支撑。
3、为了解决上述技术问题，本专利技术采用的技术方案为：
4、一种分布式全相参雷达空间合成增益分布仿真建模方法，其特征在于，包括：
5、构建分布式全相参雷达模型，所述分布式全相参雷达模型包括多个全相参工作模式下的发射雷达；
6、基于各发射雷达和目标的坐标值计算各雷达到目标位置的时延和相位差；确定基准雷达，基于各发射雷达与基准雷达的时延和相位差分别计算各发射雷达与基准雷达的时延差差值和相位差差值，即目标位置处相参参数；
7、基于余弦定理计算各雷达到空间点矢量与坐标原点到空间点矢量的第一夹角；基于余弦定理计算空间点到发射雷达位置矢量和目标点到发射雷达位置矢量的第二夹角；基于第二夹角和各雷达到空间点矢量计算衰减系数；
8、基于各发射雷达和空间点坐标值计算各雷达到空间点的时延和相位差；基于目标位置处相参参数、各雷达到空间点的时延和相位差以及衰减系数，计算各发射雷达到空间点处信号；
9、基于各发射雷达到空间点处信号和第一夹角，计算分布式全相参雷达在空间点处的叠加信号；基于叠加信号功率和各个雷达信号功率的比值，获得各个雷达组成的空间合成增益分布数据。
10、本专利技术进一步的技术方案：所述基于各发射雷达和目标的坐标值计算各雷达到目标位置的时延和相位差，采用以下公式：
11、
12、φm＝2πf0τm
13、其中，(xm,ym,zm)为第m个发射雷达位置在笛卡尔坐标系下的坐标，c为光速，(rt,αt,βt)为散射点目标的空间球坐标，f0为工作频率，τm为各雷达到目标位置的时延，φm为各雷达到目标位置的相位差。
14、本专利技术进一步的技术方案：所述基于各发射雷达与基准雷达的时延和相位差分别计算各发射雷达与基准雷达的时延差差值和相位差差值，采用以下公式：
15、δτm＝τm-τ1
16、δφm＝2πf0δτm
17、其中，τ1为基准雷达的时延。
18、本专利技术进一步的技术方案：所述基于余弦定理计算各雷达到空间点矢量与坐标原点到空间点矢量的第一夹角，采用以下公式：
19、
20、其中，为雷达到空间点矢量，为坐标原点到空间点矢量，(r,α,β)为空间任意点的球坐标，θm,p为第一夹角。
21、本专利技术进一步的技术方案：所述基于余弦定理计算空间点到发射雷达位置矢量和目标点到发射雷达位置矢量的第二夹角，采用以下公式：
22、
23、其中，为目标点到发射雷达位置矢量，θm,p,q为第二夹角。
24、本专利技术进一步的技术方案：所述基于第二夹角和各雷达到空间点矢量计算衰减系数，采用以下公式：
25、
26、本专利技术进一步的技术方案：所述基于各发射雷达和空间点坐标值计算各雷达到空间点的时延和相位差，采用以下公式：
27、
28、φm,p＝2πf0τm,p
29、其中，τm,p为雷达到空间点的时延，φm,p为雷达到空间点的相位差。
30、本专利技术进一步的技术方案：所述基于目标位置处相参参数、各雷达到空间点的时延和相位差以及衰减系数，计算各发射雷达到空间点处信号，采用以下公式：
31、
32、本专利技术进一步的技术方案：所述基于各发射雷达到空间点处信号和第一夹角，计算分布式全相参雷达在空间点处的叠加信号，采用以下公式：
33、
34、本专利技术进一步的技术方案：所述基于叠加信号功率和各个雷达信号功率的比值，采用以下公式：
35、
36、其中，s1(t,r,α,β)为t1雷达的发射信号。
37、本专利技术的有益效果在于：
38、本专利技术提供的一种分布式全相参雷达空间合成增益分布仿真建模方法，在计算机上实现针对任意单元雷达数目、任意布阵形式分布式全相参雷达发射信号在空间中的能量分布和发射增益分布仿真，有效节省进行实物实验的开销，为分布式全相参雷达布阵优化提供先验数据支撑，弥补该技术研究空缺。具有以下优点：
39、1.本专利技术提供的分布式全相参雷达空间合成增益分布仿真建模方法，可以低成本获取任意布阵形式分布式全相参雷达空间合成增益分布，有效弥补该
空白。相较通过实机设备实验方式，本专利技术方法通过计算机进行仿真，显著降低获取分布式全相参雷达空间合成增益分布数据的成本，为布阵优化技术研究提供数据支撑。
40、2.通过本专利技术提出的分布式全相参雷达空间合成增益分布仿真建模方法，相比于实物直接测试，本文档来自技高网...
【技术保护点】
1.一种分布式全相参雷达空间合成增益分布仿真建模方法，其特征在于，包括：
2.根据权利要求1所述一种分布式全相参雷达空间合成增益分布仿真建模方法，其特征在于，所述基于各发射雷达和目标的坐标值计算各雷达到目标位置的时延和相位差，采用以下公式：
3.根据权利要求2所述一种分布式全相参雷达空间合成增益分布仿真建模方法，其特征在于，所述基于各发射雷达与基准雷达的时延和相位差分别计算各发射雷达与基准雷达的时延差差值和相位差差值，采用以下公式：
4.根据权利要求3所述一种分布式全相参雷达空间合成增益分布仿真建模方法，其特征在于，所述基于余弦定理计算各雷达到空间点矢量与坐标原点到空间点矢量的第一夹角，采用以下公式：
5.根据权利要求4所述一种分布式全相参雷达空间合成增益分布仿真建模方法，其特征在于，所述基于余弦定理计算空间点到发射雷达位置矢量和目标点到发射雷达位置矢量的第二夹角，采用以下公式：
6.根据权利要求5所述一种分布式全相参雷达空间合成增益分布仿真建模方法，其特征在于，所述基于第二夹角和各雷达到空间点矢量计算衰减系数，采用以下
7.根据权利要求6所述一种分布式全相参雷达空间合成增益分布仿真建模方法，其特征在于，所述基于各发射雷达和空间点坐标值计算各雷达到空间点的时延和相位差，采用以下公式：
8.根据权利要求7所述一种分布式全相参雷达空间合成增益分布仿真建模方法，其特征在于，所述基于目标位置处相参参数、各雷达到空间点的时延和相位差以及衰减系数，计算各发射雷达到空间点处信号，采用以下公式：
9.根据权利要求8所述一种分布式全相参雷达空间合成增益分布仿真建模方法，其特征在于，所述基于各发射雷达到空间点处信号和第一夹角，计算分布式全相参雷达在空间点处的叠加信号，采用以下公式：
10.根据权利要求9所述一种分布式全相参雷达空间合成增益分布仿真建模方法，其特征在于，所述基于叠加信号功率和各个雷达信号功率的比值，采用以下公式：
...【技术特征摘要】
1.一种分布式全相参雷达空间合成增益分布仿真建模方法，其特征在于，包括：
2.根据权利要求1所述一种分布式全相参雷达空间合成增益分布仿真建模方法，其特征在于，所述基于各发射雷达和目标的坐标值计算各雷达到目标位置的时延和相位差，采用以下公式：
3.根据权利要求2所述一种分布式全相参雷达空间合成增益分布仿真建模方法，其特征在于，所述基于各发射雷达与基准雷达的时延和相位差分别计算各发射雷达与基准雷达的时延差差值和相位差差值，采用以下公式：
4.根据权利要求3所述一种分布式全相参雷达空间合成增益分布仿真建模方法，其特征在于，所述基于余弦定理计算各雷达到空间点矢量与坐标原点到空间点矢量的第一夹角，采用以下公式：
5.根据权利要求4所述一种分布式全相参雷达空间合成增益分布仿真建模方法，其特征在于，所述基于余弦定理计算空间点到发射雷达位置矢量和目标点到发射雷达位置矢量的第二夹角，采用以下公式：
6.根据权利要求5所述...
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