一种钝角角反射器及雷达双站靶标设计方法与流程

本发明涉及雷达目标特性建模与控制领域，特别涉及一种钝角角反射器及雷达双站靶标设计方法。

背景技术：

1、三面角角反射器后向雷达散射截面具有高频散射解析模型、散射角域较宽，因而被广泛用于雷达测试评估、干扰模拟等领域。单个角反射器可作为散射定标器件用于雷达幅值定标，多个角反器组合形成靶标可用于舰船、车辆等目标电磁散射特性等效模拟。随着分布式、网络化雷达技术发展，对目标双站散射幅值定标、等效模拟等需求越来越多，设计满足双站电磁散射特性的角反射器或靶标，是支撑双站雷达测试评估和双站目标散射特性等效模拟的重要方向。

2、现有技术中，给出了两块矩形板组成的二面角反射器在高频近似条件下的双站散射模型，以及底部圆盘与锥台组合的角反射器在高频近似条件下的双站散射模型。对角反器双站散射特性研究表明，通过高频近似算法，例如，几何光学(go)、物理光学(po)等，可以解析计算角反射器双站散射；通过改变组成角反器两个平板之间的夹角，可以实现双站散射方向的调控。

3、然而现有的角反射器仍然存在散射覆盖角域范围不宽、散射能量不足的问题。如何实现面向双站性能约束的靶标优化设计，仍缺少成熟方案。

4、这里的陈述仅提供与本发明有关的背景技术，而并不必然地构成现有技术。

技术实现思路

1、本发明的目的是提供一种钝角角反射器及雷达双站靶标设计方法，通过调节角反射器尺寸、钝角大小、姿态旋转实现调控双站目标散射特性。本发明的雷达双站靶标设计方法采用多个钝角角反射器组成反射器阵列，通过独立调控各个角反射器的钝角大小、尺寸和姿态旋转角，实现期望方位与俯仰方向双站散射特性的调控，克服单个钝角反射器覆盖双站散射角域不宽、散射能量不足的问题，达到双站雷达散射截面指标要求。

2、为了实现以上目的，本发明提供一种钝角角反射器，包括：

3、第一平板、第二平板和第三平板；所述第一平板、第二平板和第三平板相交于一点，该点作为所述钝角角反射器的顶点；所述第一平板、第二平板和第三平板之间两两共边；

4、所述第三平板垂直于所述第一平板和所述第二平板；所述第一平板与所述第二平板之间的夹角为钝角。

5、可选的，令表示入射波矢量，令、、分别表示所述第一平板、第二平板、第三平板的法向矢量；当入射波依次经第三平面、第二平面、第一平面反射时，钝角角反射器的第一散射方向根据以下方程组求解：

6、

7、其中，“”表示矢量点乘，第一散射方向为入射波经第一平面反射后的散射放向，为入射波经第二平面反射后的散射方向；为入射波经第三平面反射后的散射方向。

8、可选的，令表示入射波矢量，令、、分别表示所述第一平板、第二平板、第三平板的法向矢量；当入射波依次经第三平面、第一平面、第二平面反射时，钝角角反射器的第二散射方向根据以下方程组求解：

9、

10、其中，“”表示矢量点乘，第二散射方向为入射波经第二平面反射后的散射放向；为入射波经第一平面反射后的散射方向；为入射波经第三平面反射后的散射方向。

11、可选的，所述钝角角反射器的双站散射主瓣宽度与入射波长成正比；所述钝角角反射器的各边边长均为，所述钝角角反射器的双站散射主瓣宽度与所述边长成反比。

12、可选的，定义入射俯仰角为入射方向与三维坐标系oxyz的平面xoy的夹角；入射波自所述xoy平面上方入射时，所述入射俯仰角为正；入射波自所述xoy平面上方入射时，所述入射俯仰角为正；定义入射方位角为入射方向在xoy平面内投影与x轴正方向的夹角；所述三维坐标系oxyz的原点o为第一平板、第二平板和第三平板的交点；所述第一平板与所述第二平板的公共边落在z轴上；

13、所述钝角角反射器的各边边长均为；令表示所述第一平板与所述第二平板之间的夹角；当入射俯仰角为0°且入射方位角为0°时，方位向的双站散射主瓣宽度和俯仰向双站散射主瓣宽度满足：

14、 ；

15、 。

16、可选的，所述第一平板、所述第二平板为矩形；所述第三平板为平行四边形。

17、本发明还提供一种雷达双站靶标设计方法，包括步骤：

18、采用多个如本发明所述的钝角角反射器组成多行多列的反射器阵列；多个所述钝角角反射器均匀排布；

19、令各钝角角反射器位于初始姿态；所述钝角角反射器位于初始姿态时，所述第三平板平行于所述三维坐标系oxyz的平面xoy，所述第一平板与所述第二平板的公共边平行于所述三维坐标系oxyz的z轴；

20、独立控制各钝角角反射器绕所述三维坐标系oxyz的x轴、y轴旋转，实现雷达双站散射的覆盖角域范围不小于预设的角域范围阈值。

21、可选的，至少两个钝角角反射器的边长不同。

22、可选的，至少两个钝角角反射器的钝角大小不同。

23、可选的，至少两个钝角角反射器绕x轴、y轴旋转的角度不同。

24、与现有技术相比，本发明的有益效果在于：

25、本发明的钝角角反射器为三面角反射器，通过调节钝角角反射器的钝角大小、边长长度和姿态旋转角度，可以在期望方位与俯仰方向调控双站散射特性（包括散射方向、散射截面、散射角域宽度）。本发明的钝角角反射器在雷达测试评估与干扰模拟领域展现出卓越的适用性，具备广阔的应用前景。

26、本发明通过将多个钝角角反射器组成反射器阵列，独立调控各钝角角反射器的姿态旋转角度，有效扩展双站散射的覆盖角域范围。

1.一种钝角角反射器，其特征在于，包括：

2.如权利要求1所述的钝角角反射器，其特征在于，

3.如权利要求1所述的钝角角反射器，其特征在于，

4.如权利要求1所述的钝角角反射器，其特征在于，所述钝角角反射器的双站散射主瓣宽度与入射波长成正比；所述钝角角反射器的各边边长均为，所述钝角角反射器的双站散射主瓣宽度与所述边长成反比。

5.如权利要求1所述的钝角角反射器，其特征在于，

6.如权利要求1所述的，其特征在于，所述第一平板、所述第二平板为矩形；所述第三平板为平行四边形。

7.一种雷达双站靶标设计方法，其特征在于，包括步骤：

8.如权利要求7所述的雷达双站靶标设计方法，其特征在于，至少两个钝角角反射器的边长不同。

9.如权利要求7所述的雷达双站靶标设计方法，其特征在于，至少两个钝角角反射器的钝角大小不同。

10.如权利要求7所述的雷达双站靶标设计方法，其特征在于，至少两个钝角角反射器绕x轴、y轴旋转的角度不同。