一种改进的目标雷达截面积估计算法

技术领域

本发明涉及雷达数据处理领域，尤其涉及一种改进的目标雷达截面积估计算法。

背景技术

目标分类识别问题的关键是选取能够较好区分目标的特征统计量。雷达截面积(Radar Cross Section,RCS)可以表征目标的散射特性，不同目标的RCS区别明显，因此RCS非常适合作为目标识别领域的重要特征。

《雷达手册》中给出RCS的正式定义为：

式中，E

现有的类似成果主要有：专利公开号为202111217829.3的《一种雷达截面积实时估计算法》，描述了一种首先对雷达探测到的一次点迹的RCS进行估计，然后采用递推滤波器更新航迹的RCS的算法。但是该算法没有考虑天线收发方向图增益，而且也没有考虑RCS系数在不同距离段上的波动，因此本发明提出一种改进的目标雷达截面积估计算法。

发明内容

本发明的目的是为了解决现有技术中存在的缺点，而提出的一种改进的目标雷达截面积估计算法。

为了实现上述目的，本发明采用了如下技术方案：

一种改进的目标雷达截面积估计算法，具体包括以下步骤：

S1、根据天线的收发方向图，通过拟合获取方位角、俯仰角与天线增益之间的映射关系；

S2、在波形参数已知的不同波形模式下，根据RCS已知的标准目标在方位角和俯仰角已知情况下回波参数，得到各波形模式下的RCS系数；

S3、对于任意一次点迹，根据对应波形模式的RCS系数、距离、接收链路增益、回波幅度以及方位角和俯仰角对应的天线增益等信息，计算得到该一次点迹的RCS。

优选的，所述步骤S1所述的方位角、俯仰角与天线增益之间的映射关系的计算方法为：根据天线的收发方向图，通过拟合得到波束主瓣内的天线增益F与对应的方位角

优选的，所述步骤S2中RCS系数的计算公式为：

优选的，所述步骤S2中的RCS系数的测量方法为：采用不同目标、不同的接收链路增益、在不同的距离范围内，进行M次测量，取RCS系数测量结果的平均值，即：

优选的，所述步骤S3中所述的RCS计算方法为：

本发明的有益效果为：

本发明适用于脉冲多普勒体制雷达，本发明提出的RCS系数不仅考虑了传统雷达方程中的距离、回波能量等参数，而且考虑了天线方向图收发增益、不同波形模式的脉宽、相参累积次数等参数，此外，由于RCS系数随着距离可能存在波动，因此将距离划分为不同距离段，确保每个距离段内的RCS系数波动不大，另外，本发明提出的算法中，RCS系数的测量不需要暗室，可通过外场试验获取，并且得到一个波形模式的RCS系数即可得到其他波形模式的RCS系数。因此，本发明具有实用性好，估计精度高等优势。

附图说明

图1是算法流程图；

图2是波形模式0的RCS系数序列图；

图3是波形模式1的RCS系数序列图；

图4是RCS＝-20dBm2的目标的波形模式0的RCS实测结果；

图5是RCS＝-20dBm2的目标的波形模式1的RCS实测结果。

具体实施方式

下面将结合本发明实施例中的附图，对本发明实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施例仅仅是本发明一部分实施例，而不是全部的实施例。

实施例

如图1-5所示，一种改进的目标雷达截面积估计算法，具体包括以下步骤：

S1、根据天线的收发方向图，通过拟合获取方位角、俯仰角与天线增益之间的映射关系；

S2、在波形参数已知的不同波形模式下，根据RCS已知的标准目标在方位角和俯仰角已知情况下回波参数，得到各波形模式下的RCS系数；

S3、对于任意一次点迹，根据对应波形模式的RCS系数、距离、接收链路增益、回波幅度以及方位角和俯仰角对应的天线增益等信息，计算得到该一次点迹的RCS。

优选的，所述步骤S1所述的方位角、俯仰角与天线增益之间的映射关系的计算方法为：根据天线的收发方向图，通过拟合得到波束主瓣内的天线增益F与对应的方位角

其中，所述步骤S2中RCS系数的计算公式为：

其中，所述步骤S2中的RCS系数的测量方法为：采用不同目标、不同的接收链路增益、在不同的距离范围内，进行M次测量，取RCS系数测量结果的平均值，即：

其中，所述步骤S3中所述的RCS计算方法为：

本发明适用于脉冲多普勒体制雷达，本发明提出的RCS系数不仅考虑了传统雷达方程中的距离、回波能量等参数，而且考虑了天线方向图收发增益、不同波形模式的脉宽、相参累积次数等参数，此外，由于RCS系数随着距离可能存在波动，因此将距离划分为不同距离段，确保每个距离段内的RCS系数波动不大，另外，本发明提出的算法中，RCS系数的测量不需要暗室，可通过外场试验获取，并且得到一个波形模式的RCS系数即可得到其他波形模式的RCS系数。因此，本发明具有实用性好，估计精度高等优势；

如下是两种不同波形模式的RCS系数实测结果，两种波形模式采用的波形参数和参考目标的RCS如下表所示。波形模式0和波形模式1的RCS系数分别如图2和图3所示，具体实验数据如下表：

RCS＝-20dBm2的目标RCS的波形模式0和波形模式1的RCS实测结果分别如图4和图5所示。

以上所述，仅为本发明较佳的具体实施方式，但本发明的保护范围并不局限于此，任何熟悉本技术领域的技术人员在本发明揭露的技术范围内，根据本发明的技术方案及其发明构思加以等同替换或改变，都应涵盖在本发明的保护范围之内。