一种基于非合作外辐射源照射下的目标RCS确定方法

本发明涉及雷达信号处理，特别是指一种基于非合作外辐射源照射下的目标rcs确定方法。

背景技术：

1、外辐射源雷达近几十年来一直是研究人员的关注重点。特别是近些年来，随着卫星通信系统的发展，基于卫星导航信号的外辐射源雷达获得了很大的发展。对于外辐射源来讲，由于功率设计是基于通信应用，因而将其使用于雷达目标探测时，会导致信噪比偏低。而低轨卫星由于传输距离损耗较小，近来获得了更多的关注。同样地，外辐射源既然可以用来进行目标探测，当然也可以进行目标的rcs（radar cross section，雷达散射截面）测量。

2、传统上目标的rcs的测量一般都是在暗室中进行。在微波暗室中，可以观测各个不同的视角下、不同的频点下的rcs的值。从而获得雷达目标的rcs在频域和角域上的分布。然而，在有些情况下，将雷达目标直接放入微波暗室测量是不现实的。例如，一些大型的飞机目标，或者是非合作目标等等。对于这些目标的rcs测量，除了使用缩比模型进行等效测量外，在外场针对实际目标进行探测测量也是一种技术途径。在外场中，可以通过获得目标的一维距离像或isar图像来获得目标的散射特性，从而间接获得rcs。对于飞机类目标，由于目标的运动特性，使得测量获得的散射信号携带多普勒频移，且观测视角随时间变化。这需要进行信号处理来获得单个观测视角、单个观测频点下的rcs。特别是在照射源为非合作外辐射源的情况下，由于信噪比较低，需要进行大量的脉冲数据处理以获得处理增益，从而使这样的信号处理变得更复杂、观测视角跨度更大。

技术实现思路

1、为了解决现有技术存在的针对非合作外辐射源照射下的rcs测量，缺乏高效的信号处理算法，无法在低信噪比、大视角跨度的条件下，精准提取单一视角和频点的rcs数据，导致测量效率和精度难以满足实际需求的技术问题，本发明实施例提供了一种基于非合作外辐射源照射下的目标rcs确定方法。所述技术方案如下：

2、一方面，提供了一种基于非合作外辐射源照射下的目标rcs确定方法，该方法由目标rcs确定设备实现，该方法包括：

3、s1：根据目标的电尺寸参数，计算目标rcs的相干角度；

4、s2：根据不同的通信信号帧结构对外辐射源的连续波信号进行不同prf的脉冲化处理，获得脉冲化优化处理后的散射信号；

5、s3：根据目标rcs的相干角度，将目标脉冲回波分组，每组包含的脉冲视角范围小于s1所得的相干角度，对每组内的脉冲进行相干叠加处理；

6、s4：对各组相干叠加结果，在组间进行非相干积累；其中，各组的视角范围大于s1所得的相干角度；

7、s5：通过控制脉冲组数的大小，使在观测范围内目标rcs呈线性变化，在此基础上进行rcs求解处理，获得目标的rcs结果。

8、进一步地，目标rcs的相干角度表示为：

9、；

10、其中，表示目标rcs的相干角度，表示工作波长，表示目标在入射线垂直方向上的投影尺寸，表示目标在接收射线垂直方向上的投影尺寸。

11、进一步地，所述s1还包括：

12、根据目标的电尺寸参数，计算目标rcs的相干时间和相干带宽；其中，

13、目标rcs的相干时间表示为：

14、；

15、其中，表示目标rcs的相干时间，表示工作波长，表示外辐射源相对于目标的速度在入射线方向上的投影，表示目标相对于接收机的速度在出射线方向上的投影；

16、目标rcs的相干带宽表示为：

17、；

18、其中，表示目标rcs的相干带宽，表示，表示目标在入射线方向上的投影尺寸，表示目标在接收射线方向上的投影尺寸。

19、进一步地，在s2中，将通信信号一帧的时长与相干时间进行比较，当一帧的时长小于等于相干时间时，将每一帧信号视作一个脉冲；当一帧的时长大于相干时间时，将帧信号中的每一个符号视作一个脉冲；并通过带通滤波使脉冲带宽小于相干带宽。

20、进一步地，在将连续波信号脉冲化处理后，令脉冲化后的第个脉冲信号为，经过目标散射后的对应回波为，其中，为信号的传输距离，为角度入射、角度散射、频点下的目标rcs；

21、所述对每组内的脉冲进行相干叠加处理包括：

22、从直达波信号中提取，对回波信号进行匹配处理，得到处理结果：

23、；

24、其中，为匹配处理结果，为目标与发射机的距离，

j为虚数单位，为入射角度、为散射角度，为频率，为rcs，

k为波数，为与直达波的距离差，为积分式的简化表示：

25、；

26、将第组内一共个脉冲的匹配处理结果进行相干叠加，得到叠加结果为：

27、。

28、进一步地，所述s4包括：

29、对m组的相干叠加结果进行非相干叠加，得到非相干积累结果：

30、。

31、进一步地，所述s5包括：

32、s51，对直达波信号进行匹配处理，得到直达波信号处理结果：

33、；

34、s52，将非相干积累结果除以，并乘上散射球面的面积的平方，得到中间结果：

35、；

36、其中，表示外辐射源照射目标的入射角度；表示接收机接收目标散射波信号的角度，即散射角度；

37、s53，通过控制脉冲组数m的大小，保证在整个m组脉冲的观测角度范围内，目标rcs呈线性变化，基于线性变化特性得到更新后的：

38、；

39、其中，、为所有参与积累脉冲的中间角度；

40、s54，根据公式，得到单一观测视角下的目标rcs为：

41、；

42、s55，重复s53- s54，选择不同的脉冲组，得到不同的单一观测视角下的目标rcs。

43、另一方面，提供一种目标rcs确定设备，所述目标rcs确定设备包括：处理器；存储器，所述存储器上存储有计算机可读指令，所述计算机可读指令被所述处理器执行时，实现如上述基于非合作外辐射源照射下的目标rcs确定方法中的任一项方法。

44、另一方面，提供了一种计算机可读存储介质，所述存储介质中存储有至少一条指令，所述至少一条指令由处理器加载并执行以实现上述基于非合作外辐射源照射下的目标rcs确定方法中的任一项方法。

45、本发明实施例提供的技术方案带来的有益效果至少包括：

46、1、可以展宽雷达目标无源rcs观测中参与积累的脉冲视角，突破相干角度的限制；

47、2、通过分组与相干非相干相结合的方法可以提高rcs求解的效率和精度。

1.一种基于非合作外辐射源照射下的目标rcs确定方法，其特征在于，所述方法包括：

2.根据权利要求1所述的基于非合作外辐射源照射下的目标rcs确定方法，其特征在于，目标rcs的相干角度表示为：

3.根据权利要求1所述的基于非合作外辐射源照射下的目标rcs确定方法，其特征在于，所述s1还包括：

4.根据权利要求1所述的基于非合作外辐射源照射下的目标rcs确定方法，其特征在于，在s2中，将通信信号一帧的时长与相干时间进行比较，当一帧的时长小于等于相干时间时，将每一帧信号视作一个脉冲；当一帧的时长大于相干时间时，将帧信号中的每一个符号视作一个脉冲；并通过带通滤波使脉冲带宽小于相干带宽。

5.根据权利要求1所述的基于非合作外辐射源照射下的目标rcs确定方法，其特征在于，在将连续波信号脉冲化处理后，令脉冲化后的第个脉冲信号为，经过目标散射后的对应回波为，其中，为信号的传输距离，为角度入射、角度散射、频点下的目标rcs；

6.根据权利要求5所述的基于非合作外辐射源照射下的目标rcs确定方法，其特征在于，所述s4包括：

7.根据权利要求6所述的基于非合作外辐射源照射下的目标rcs确定方法，其特征在于，所述s5包括：

8.一种目标rcs确定设备，其特征在于，所述目标rcs确定设备包括：

9.一种计算机可读取存储介质，其特征在于，所述计算机可读取存储介质中存储有程序代码，所述程序代码可被处理器调用执行如权利要求1至7任一项所述的方法。