基于调制高斯脉冲雷达的箔条云团时域散射特性分析方法技术

本发明专利技术公开了一种基于调制高斯脉冲雷达的箔条云团时域散射特性分析方法，具体包括：通过Matlab确定箔条云团大小、箔条的数量、长度、半径、位置坐标、姿态角；采用Matlab

【技术实现步骤摘要】
基于调制高斯脉冲雷达的箔条云团时域散射特性分析方法


[0001]本专利技术涉及电磁与微波技术，具体涉及一种基于调制高斯脉冲雷达的箔条云团时域散射特性分析方法。

技术介绍

[0002]战场上复杂的电磁环境下，针对雷达的箔条干扰是最常用的手段，而时域信号又是雷达识别目标的基础。电磁波采用调制高斯脉冲信号，高斯脉冲信号是一种重要的简化模型，可以用来模拟各种统计信号模型，具有较强的传输性能和抗干扰能力。与高斯脉冲相比，调制高斯脉冲的中心频率有了偏移，不再包含零频分量，且调制高斯脉冲的产生和处理都比较简单，技术上较为成熟，所以本文选用调制高斯脉冲信号作为激励信号。
[0003]由于大型复杂目标瞬态电磁场计算困难，而且针对大型复杂目标电磁特性的研究较少且内容单一，现有的针对箔条云团时域回波的研究都是采用数学建模和信号处理的方式，没有充分考虑箔条云团的遮挡效应、阻挡效应以及屏蔽效应对雷达信号的影响。因此本专利技术从实际出发，充分考虑箔条分布和重叠性对时域散射特性的影响，通过时域有限积分法(FIT)得出了较为真实的箔条云团时域回波。

技术实现思路

[0004]本专利技术的目的在于提供一种基于调制高斯脉冲雷达的箔条云团时域散射特性分析方法。
[0005]实现本专利技术目的的技术解决方案为：第一方面，本专利技术提供一种基于调制高斯脉冲雷达的箔条云团时域散射特性分析方法，包括以下步骤：
[0006]Matlab中确定箔条云团大小，箔条数量、长度、半径、坐标、姿态角；
[0007]Matlab
‑
CST联合仿真建立箔条云团模型；
[0008]时域有限积分算法得到箔条云团时域回波；
[0009]改变接收角度，得到电磁波从同一角度入射不同角度接收的箔条云团时域回波。
[0010]第二方面，本专利技术提供一种电子设备，包括存储器、处理器及存储在存储器上并可在处理器上运行的计算机程序，所述处理器执行所述程序时实现第一方面所述的方法的步骤。
[0011]第三方面，本专利技术提供一种计算机可读存储介质，其上存储有计算机程序，该程序被处理器执行时实现第一方面所述的方法的步骤。
[0012]与现有技术相比，本专利技术的显著优点为：采用Matlab和CST联合仿真，缩短了在CST中大数量、高密度的箔条云团的建模时间；在CST中对箔条云团时域回波进行分析，可以充分考虑箔条云团的遮挡效应、阻挡效应以及屏蔽效应对回波信号的影响；激励信号从同一角度入射，不同角度接收，可以根据仿真结果分析出不同接收角度下回波信号的特点。
附图说明
[0013]图1为基于调制高斯脉冲雷达的箔条云团时域散射特性分析方法流程图。
[0014]图2为电磁波的时域、频域波形图。
[0015]图3为CST中箔条云团模型。
[0016]图4为箔条云团时域回波。
具体实施方式
[0017]为了使本申请的目的、技术方案及优点更加清楚明白，以下结合附图及实施例，对本申请进行进一步详细说明。应当理解，此处描述的具体实施例仅仅用以解释本申请，并不用于限定本申请。
[0018]一种基于调制高斯脉冲雷达的箔条云团时域散射特性分析方法，包括以下步骤：
[0019]步骤1，Matlab中确定箔条云团大小，箔条数量、长度、半径、坐标、姿态角；
[0020]步骤2，Matlab
‑
CST联合仿真建立箔条云团模型；
[0021]步骤3，时域有限积分算法得到箔条云团时域回波；
[0022]步骤4，改变接收角度，得到电磁波从同一角度入射不同角度接收的箔条云团时域回波。
[0023]对上述步骤1～4具体分析如下：
[0024]对于箔条云团而言单根箔条的长度和半径可以确定，在箔条数目比较多的情况下，箔条的位置坐标、姿态方位角、姿态倾角都满足一定分布。
[0025]为了便于建模，将箔条云团划分为几个区域，在每个区域当中箔条坐标满足球体均匀分布，分布方程如下式所示：
[0026][0027]式中，(x,y,z)为箔条三维坐标，r为箔条到箔条云团中心的距离，θ为球面纬坐标，为球面经坐标。若该区域中箔条云团半径为R，r,θ,分别满足(0,R)、(0,π)、(0,2π)的均匀分布。
[0028]姿态方位角θ
c
服从[0,2π]上的均匀分布，姿态倾角服从双峰正态分布，分布方程如下式所示：
[0029][0030]式中，θ
d
和π
‑
θ
d
为姿态倾角分布中心，D为正态分布标准差，ξ满足：
[0031][0032]为了后续分析除了姿态角以外的其他因素对箔条云团时域回波的影响，需要确定
单根箔条在空中的姿态分布，箔条姿态分布有球面均匀分布、水平正态分布、垂直正态分布、双倾斜正态分布四种。四种分布的标准差D和θ
d
如表1所示：
[0033]表1箔条姿态分布
[0034][0035]本次建模过程选取模型2—水平正态分布，仿真参数如下表所示：
[0036]表2仿真参数
[0037]箔条长度72mm箔条半径7.2mm箔条云团半径1.5m箔条根数30000根入射波频率2～3GHz入射波持续时间7.1ns
[0038]图1为本专利技术流程图，图2为入射波的时域、频域波形图，由频域波形图可以看出，入射波中心频率f0＝2.5GHz。
[0039]Matlab
‑
CST联合仿真建立箔条云团模型，具体包括：invoke()函数可以实现Matlab和CST联调，在CST中可以通过VB代码实现自动仿真，Matlab代码转换成对应的VB代码可以实现微波工作室的创建、新建CST文件等文件初始化操作，以及确定微波工作室的长度单位、频率单位、时间单位的信息。将单根箔条的材质、位置信息、长度、半径、方位角、姿态倾角以及箔条云团的大小等信息导入到CST中，完成箔条云团的建模。
[0040]下面三个语句分别为：载入CST；新建一个MWS项目；新建一个CST文件。
[0041]CST＝actxserver('CSTStudio.application')；
[0042]mws＝invoke(CST,'NewMWS')；
[0043]invoke(mws,'FileNew')；
[0044]确定微波工作室的长度单位为mm，频率单位为GHz，时间单位为ns，相关语句如下：sCommand＝”；
[0045]sCommand＝[sCommand'With Units']；
[0046]sCommand＝[sCommand 10'.Geometry"mm"']；
[0047]sCommand＝[sCommand 10'.Frequency"ghz"']；
[0048]sCommand＝[sCommand 10'.Time"ns"']；
[0049]s本文档来自技高网...

【技术保护点】

【技术特征摘要】
1.一种基于调制高斯脉冲雷达的箔条云团时域散射特性分析方法，其特征在于，包括以下步骤：Matlab中确定箔条云团大小，箔条的数量、长度、半径、坐标、姿态角；Matlab
‑
CST联合仿真建立箔条云团模型；通过时域有限积分算法得到箔条云团时域回波；改变接收角度，得到电磁波从同一角度入射不同角度接收的箔条云团时域回波。2.根据权利要求1所述的基于调制高斯脉冲雷达的箔条云团时域散射特性分析方法，其特征在于，选用圆柱形箔条，将箔条云团划分为几个区域，在每个区域当中箔条坐标满足球体均匀分布，分布方程如下式所示：式中，(x,y,z)为箔条三维坐标，r为箔条到箔条云团中心的距离，θ为球面纬坐标，为球面经坐标；若该区域中箔条云团半径为R，r,θ,分别满足(0,R)、(0,π)、(0,2π)的均匀分布；姿态方位角θ
c
服从[0,2π]上的均匀分布，姿态倾角服从双峰正态分布，分布方程如下式所示：式中，θ
d
和π
‑
θ
d
为姿态倾角分布中心，D为正态分布标准差，ξ满足：箔条姿态分布包括球面均匀分布、水平正态分布、垂直正态分布、双倾斜正态分布四种。3.根据权利要求2所述的基于调制高斯脉冲雷达的箔条云团时域散射特性分析方法，其特征在于，invoke()函数用于实现Matlab和CST联调，在CST中通过VB代码实现自动仿真，Matlab代码转换成对应的VB代码可以实现微波工作室的创建、新建CST文件进行初始化操作，以及确定微波工作室的长度单位、频率单位、时间单位的信息...

【专利技术属性】
技术研发人员：陈思，薛涵，袁月，张淑宁，朱凌智，
申请(专利权)人：南京理工大学，
类型：发明
国别省市：