用于评估舰船雷达散射截面的方法及装置

摘要

本申请涉及舰船雷达技术领域，公开一种用于评估舰船雷达散射截面的方法，包括：接收掠海入射方位的电磁波束信息；基于海面模型对掠海入射方位的电磁波束进行预处理，生成耦合波束；以所述耦合波束作为入射波计算舰船电磁散射能量回波；将舰船电磁散射能量回波与所述海面模型进行耦合处理生成舰船散射能量回波；计算掠海方位海面上的舰船雷达散射截面。该方法可以根据电磁波束的配置信息与预设海面模型耦合处理得到非平面入射波，进而分析非平面入射波照射下的舰船雷达散射特性，从而得到舰船雷达散射截面，使得计算更符合实际应用场景。本申请还公开一种用于评估舰船雷达散射截面的装置。

说明书

技术领域

本申请涉及舰船雷达技术领域，例如涉及一种用于评估舰船雷达散射截面的方法及装置。

背景技术

目前，水面舰船是一个集成众多功能的复杂平台，在实际应用中，舰船是与海面近距离接触的。因此，在评估舰船雷达散射截面时，客观上已从舰船本体散射扩展至舰船与附近海面的复合散射。在现有技术中，分析舰海复合雷达散射截面时，通常将电磁波束照射考量为设置在舰船的极远端或极近端，忽视了电磁波束在传导中与海面间的关联关系，将电磁波束视作水平入射波进行计算。

在实现本公开实施例的过程中，发现相关技术中至少存在如下问题：

目前，尚未有一种可以用于提高掠海方位大尺度海面上舰船雷达散射截面准确性的方法。

发明内容

为了对披露的实施例的一些方面有基本的理解，下面给出了简单的概括。所述概括不是泛泛评述，也不是要确定关键/重要组成元素或描绘这些实施例的保护范围，而是作为后面的详细说明的序言。

本公开实施例提供了一种可以用于提高掠海方位大尺度海面上舰船雷达散射截面的精度，从而使得计算更符合实际应用场景的技术问题。

在一些实施例中，用于评估舰船雷达散射截面的方法包括：

接收掠海入射方位的电磁波束信息；基于海面模型对掠海入射方位的电磁波束进行预处理，生成经海面耦合后的耦合波束；以所述耦合波束作为入射波计算舰船电磁散射能量回波；将计算得到的舰船电磁散射能量回波与所述海面模型进行耦合处理生成舰船散射能量回波；以所述舰船散射能量回波计算掠海方位海面上的舰船雷达散射截面。

在一些实施例中，用于评估舰船雷达散射截面的装置包括：处理器和存储有程序指令的存储器，所述处理器被配置为在运行所述程序指令时，执行前述用于舰船隐身性能优化的方法。

本公开实施例提供的用于评估舰船雷达散射截面方法及装置，可以实现以下技术效果：

根据电磁波束的配置信息与预设海面模型耦合处理得到非平面入射波，进而分析非平面入射波照射下的舰船雷达散射特性。通过对舰船雷达散射特性的分析得到舰船雷达散射截面，从而实现提高掠海方位大尺度海面上舰船雷达散射截面的准确性，使得计算更符合实际应用场景。

以上的总体描述和下文中的描述仅是示例性和解释性的，不用于限制本申请。

附图说明

一个或多个实施例通过与之对应的附图进行示例性说明，这些示例性说明和附图并不构成对实施例的限定，附图中具有相同参考数字标号的元件示为类似的元件，附图不构成比例限制，并且其中：

图1是本公开实施例提供的一个用于评估舰船雷达散射截面的方法的示意图；

图2是本公开实例提供的一个基于海面模型生成经海面耦合后的耦合波束的方法的示意图；

图3是本公开实例提供的一个对电磁波束进行预处理，得到海面耦合后的耦合波束的方法的示意图；

图4-1是本公开实施例提供的一个天线照射波的示意图；

图4-2是本公开实施例提供的一个平面波的示意图；

图4-3是本公开实施例提供的一个经海面耦合后的天线波的示意图；

图5是是本公开实施例提供的一个以计算舰船电磁散射能量回波的方法的示意图；

图6是是本公开实施例提供的一个生成舰船散射能量回波的方法的示意图；

图7是是本公开实施例提供的一个计算掠海方位海面上的舰船雷达散射截面的方法的示意图；

图8是本公开实施例提供的一个用于评估舰船雷达散射截面的装置的示意图；

具体实施方式

为了能够更加详尽地了解本公开实施例的特点与技术内容，下面结合附图对本公开实施例的实现进行详细阐述，所附附图仅供参考说明之用，并非用来限定本公开实施例。在以下的技术描述中，为方便解释起见，通过多个细节以提供对所披露实施例的充分理解。然而，在没有这些细节的情况下，一个或多个实施例仍然可以实施。在其它情况下，为简化附图，熟知的结构和装置可以简化展示。

本公开实施例的说明书和权利要求书及上述附图中的术语“第一”、“第二”等是用于区别类似的对象，而不必用于描述特定的顺序或先后次序。应该理解这样使用的数据在适当情况下可以互换，以便这里描述的本公开实施例的实施例。此外，术语“包括”和“具有”以及他们的任何变形，意图在于覆盖不排他的包含。

除非另有说明，术语“多个”表示两个或两个以上。

本公开实施例中，字符“/”表示前后对象是一种“或”的关系。例如，A/B表示：A或B。

术语“和/或”是一种描述对象的关联关系，表示可以存在三种关系。例如，A和/或B，表示：A或B，或，A和B这三种关系。

结合图1所示，本公开实施例提供一种用于评估舰船雷达散射截面的方法，包括：

S01，接收掠海入射方位电磁波束信息。

S02，基于海面模型对掠海入射方位的电磁波束进行预处理，生成经海面耦合后的耦合波束。

S03，以所述耦合波束作为入射波计算舰船电磁散射能量回波。

S04，将计算得到的舰船电磁散射能量回波与所述海面模型进行耦合处理生成舰船散射能量回波。

S05，以所述舰船散射能量回波计算掠海方位海面上的舰船雷达散射截面。

采用本公开实施例提供的用于评估舰船雷达散射截面的方法，可以根据电磁波束的配置信息与预设海面模型耦合处理得到非平面入射波，进而分析非平面入射波照射下的舰船雷达散射特性。通过对舰船雷达散射特性的分析得到舰船雷达散射截面。从而实现提高掠海方位大尺度海面上舰船雷达散射截面的准确性，使得计算更符合实际应用场景。

可选地，接收掠海入射方位电磁波束信息包括接收电磁波束F

这里，通过接收电磁波束F

可选地，如图2所示，基于海面模型对掠海入射方位的电磁波束进行预处理，生成经海面耦合后的耦合波束包括步骤S11接收海面模型；步骤S12基于所述海面模型对电磁波束进行预处理，得到经海面耦合后的耦合波束。通过导入预设海面模型，对电磁波束进行预处理操作，将电磁波束与海面的耦合关系纳入考量，使得计算更符合实际应用场景，从而提高了掠海方位海面上舰船雷达散射截面计算的准确性。

可选地，接收海面模型包括将海面模型进行网格剖分，得到海面起伏网格面元S

可选地，如图3所示，基于所述海面模型对电磁波束进行预处理，得到经海面耦合后的耦合波束包括步骤S21，通过电磁波束的照射角度，将电磁波束分为直射分量F

可选地，通过电磁波束的照射角度，将电磁波束分为直射分量F

可选地，非直射分量F

其中，S

这里，通过将照射到海面网格面元的非直射分量F

可选地，将直射分量F

E

这里，通过将直射分量和二次反射分量进行矢量叠加，形成经海面耦合后的非平面入射波，即耦合波束E

在实际应用中，在不考虑海面模型耦合效应的情况下，电磁波束的图像如图4-1所示；将电磁波束作为平面入射波考量计算的情况下，电磁波束的图像如图4-2所示；海面模型对电磁波束进行预处理，得到的经海面耦合后的耦合波束，如图4-3所示，即耦合波束E

可选地，如图5所示，以所述耦合波束作为入射波计算舰船电磁散射能量回波包括步骤S31，将舰船三维模型进行网格剖分；步骤S32，对每个网格面元进行电磁散射仿真计算；步骤S33，根据仿真计算结果将所有面元在非平面入射波照射下的反射能量叠加形成船电磁散射能量回波F

可选地，将舰船三维模型进行网格剖分，得到舰船表面网格面元S’

可选地，对每个网格面元进行电磁散射仿真计算可通过如下算是表达：

其中，dF

这里，通过将目标表面剖分为网格面元，计算各面元雷达散射截面及耦合作用。当照射波为平面波时，所有入射场

可选地，根据仿真计算结果将所有面元在非平面入射波照射下的反射能量叠加形成船电磁散射能量回波F

F

其中，E

这里，每个网格面元的入射波能量是根据在非平面入射波在该位置上的能量强度进行独立赋值，并根据dF

可选地，如图6所示，将计算得到的舰船电磁散射能量回波与所述海面模型进行耦合处理生成舰船散射能量回波包括步骤S41，获取舰船电磁散射能量回波的照射角度；步骤S42，通过舰船电磁散射能量回波的照射角度，将电磁散射特性分为直射分量F

可选地，舰船电磁散射能量回波的照射角度通过舰船电磁散射能量回波的高度、法线指向与目标的距离确定。

可选地，通过舰船电磁散射能量回波的照射角度，将舰船电磁散射能量回波分为直射分量F

可选地，非直射分量F

这里，通过将照射到海面网格面元的非直射分量F

可选地，将直射分量F

E

这里，通过将直射分量和二次反射分量进行矢量叠加，形成经海面耦合后的非平面波，即E

可选地，如图7所示，以所述舰船散射能量回波计算掠海方位海面上的舰船雷达散射截面包括步骤S51，在保持测量环境不变的情况下，测量已知雷达散射截面值的预设定标体的电磁散射能量回波；步骤S52，根据预设定标体的测量值，计算掠海方位海面上舰船的雷达散射截面。在测量环境不变的情况下，测量已知雷达散射截面值的预设定标体的电磁散射能量回波，通过相对定标法将舰船电磁散射能量回波与定标体的电磁散射能量回波之间比值的绝对值形成比值关系，计算得到掠海方位海面上舰船的雷达散射截面。

可选地，在保持测量环境不变的情况下，测量已知雷达散射截面值的预设定标体的电磁散射能量回波包括测量考虑海面耦合效应的电磁散射能量回波或测量不考虑海面耦合效应的电磁散射能量回波。

可选地，根据预设定标体的测量值，计算掠海方位海面上舰船的雷达散射截面可通过如下算式表达：

其中，E

这里，预设定标体可以是半径为r的球体，已知预设定标体的雷达散射截面可以通过σ

结合图3所示，本公开实施例提供一种用于评估舰船雷达散射截面的装置，包括处理器(processor)100和存储器(memory)101。可选地，该装置还可以包括通信接口(Communication Interface)102和总线103。其中，处理器100、通信接口102、存储器101可以通过总线103完成相互间的通信。通信接口102可以用于信息传输。处理器100可以调用存储器101中的逻辑指令，以执行上述实施例的用于评估舰船雷达散射截面的方法。

此外，上述的存储器101中的逻辑指令可以通过软件功能单元的形式实现并作为独立的产品销售或使用时，可以存储在一个计算机可读取存储介质中。

存储器101作为一种计算机可读存储介质，可用于存储软件程序、计算机可执行程序，如本公开实施例中的方法对应的程序指令/模块。处理器100通过运行存储在存储器101中的程序指令/模块，从而执行功能应用以及数据处理，即实现上述实施例中用于评估舰船雷达散射截面的方法。

存储器101可包括存储程序区和存储数据区，其中，存储程序区可存储操作系统、至少一个功能所需的应用程序；存储数据区可存储根据终端设备的使用所创建的数据等。此外，存储器101可以包括高速随机存取存储器，还可以包括非易失性存储器。

本公开实施例提供了一种产品计算机，包含上述的用于评估舰船雷达散射截面的装置。

本公开实施例提供了一种计算机可读存储介质，存储有计算机可执行指令，所述计算机可执行指令设置为执行上述用于评估舰船雷达散射截面的方法。

本公开实施例提供了一种计算机程序产品，所述计算机程序产品包括存储在计算机可读存储介质上的计算机程序，所述计算机程序包括程序指令，当所述程序指令被计算机执行时，使所述计算机执行上述用于评估舰船雷达散射截面的方法。

上述的计算机可读存储介质可以是暂态计算机可读存储介质，也可以是非暂态计算机可读存储介质。

本公开实施例的技术方案可以以软件产品的形式体现出来，该计算机软件产品存储在一个存储介质中，包括一个或多个指令用以使得一台计算机设备(可以是个人计算机，服务器，或者网络设备等)执行本公开实施例所述方法的全部或部分步骤。而前述的存储介质可以是非暂态存储介质，包括：U盘、移动硬盘、只读存储器(ROM，Read-Only Memory)、随机存取存储器(RAM，Random Access Memory)、磁碟或者光盘等多种可以存储程序代码的介质，也可以是暂态存储介质。

以上描述和附图充分地示出了本公开的实施例，以使本领域的技术人员能够实践它们。其他实施例可以包括结构的、逻辑的、电气的、过程的以及其他的改变。实施例仅代表可能的变化。除非明确要求，否则单独的部件和功能是可选的，并且操作的顺序可以变化。一些实施例的部分和特征可以被包括在或替换其他实施例的部分和特征。而且，本申请中使用的用词仅用于描述实施例并且不用于限制权利要求。如在实施例以及权利要求的描述中使用的，除非上下文清楚地表明，否则单数形式的“一个”(a)、“一个”(an)和“所述”(the)旨在同样包括复数形式。类似地，如在本申请中所使用的术语“和/或”是指包含一个或一个以上相关联的列出的任何以及所有可能的组合。另外，当用于本申请中时，术语“包括”(comprise)及其变型“包括”(comprises)和/或包括(comprising)等指陈述的特征、整体、步骤、操作、元素，和/或组件的存在，但不排除一个或一个以上其它特征、整体、步骤、操作、元素、组件和/或这些的分组的存在或添加。在没有更多限制的情况下，由语句“包括一个…”限定的要素，并不排除在包括所述要素的过程、方法或者设备中还存在另外的相同要素。本文中，每个实施例重点说明的可以是与其他实施例的不同之处，各个实施例之间相同相似部分可以互相参见。对于实施例公开的方法、产品等而言，如果其与实施例公开的方法部分相对应，那么相关之处可以参见方法部分的描述。

本领域技术人员可以意识到，结合本文中所公开的实施例描述的各示例的单元及算法步骤，能够以电子硬件、或者计算机软件和电子硬件的结合来实现。这些功能究竟以硬件还是软件方式来执行，可以取决于技术方案的特定应用和设计约束条件。所述技术人员可以对每个特定的应用来使用不同方法以实现所描述的功能，但是这种实现不应认为超出本公开实施例的范围。所述技术人员可以清楚地了解到，为描述的方便和简洁，上述描述的系统、装置和单元的具体工作过程，可以参考前述方法实施例中的对应过程，在此不再赘述。

本文所披露的实施例中，所揭露的方法、产品(包括但不限于装置、设备等)，可以通过其它的方式实现。例如，以上所描述的装置实施例仅仅是示意性的，例如，所述单元的划分，可以仅仅为一种逻辑功能划分，实际实现时可以有另外的划分方式，例如多个单元或组件可以结合或者可以集成到另一个系统，或一些特征可以忽略，或不执行。另外，所显示或讨论的相互之间的耦合或直接耦合或通信连接可以是通过一些接口，装置或单元的间接耦合或通信连接，可以是电性，机械或其它的形式。所述作为分离部件说明的单元可以是或者也可以不是物理上分开的，作为单元显示的部件可以是或者也可以不是物理单元，即可以位于一个地方，或者也可以分布到多个网络单元上。可以根据实际的需要选择其中的部分或者全部单元来实现本实施例。另外，在本公开实施例中的各功能单元可以集成在一个处理单元中，也可以是各个单元单独物理存在，也可以两个或两个以上单元集成在一个单元中。

附图中的流程图和框图显示了根据本公开实施例的系统、方法和计算机程序产品的可能实现的体系架构、功能和操作。在这点上，流程图或框图中的每个方框可以代表一个模块、程序段或代码的一部分，所述模块、程序段或代码的一部分包含一个或多个用于实现规定的逻辑功能的可执行指令。在有些作为替换的实现中，方框中所标注的功能也可以以不同于附图中所标注的顺序发生。例如，两个连续的方框实际上可以基本并行地执行，它们有时也可以按相反的顺序执行，这可以依所涉及的功能而定。在附图中的流程图和框图所对应的描述中，不同的方框所对应的操作或步骤也可以以不同于描述中所披露的顺序发生，有时不同的操作或步骤之间不存在特定的顺序。例如，两个连续的操作或步骤实际上可以基本并行地执行，它们有时也可以按相反的顺序执行，这可以依所涉及的功能而定。框图和/或流程图中的每个方框、以及框图和/或流程图中的方框的组合，可以用执行规定的功能或动作的专用的基于硬件的系统来实现，或者可以用专用硬件与计算机指令的组合来实现。