一种模拟地杂波点迹的算法

摘要

本发明公开了一种模拟地杂波点迹的算法，该算法包括如下步骤：S1：在待检测区域内划定一个预设区域范围，并对预设区域范围进行栅格化区域面积计算，获取杂波面积；S2：将地物类型和波段进行分类规整，并建立数据库，采用非线性拟合得到了相应的散射系数经验模型，通过乌拉比模型计算地杂波地面散射系数；S3：随后再计算杂波面积的散射系数和杂波RCS的随机数，并根据雷达方程，通过截面积杂波计算回波能量；S4：判断杂波回波功率与雷达接收机灵敏度大小，若杂波回波功率大于接收机灵敏度，则返回杂波区域中点位置点迹，若杂波回波功率小于接收机灵敏度，则不返回点迹。

说明书

技术领域

本发明涉及一种模拟地杂波点迹，具体涉及一种模拟地杂波点迹的算法。

背景技术

杂波对雷达目标检测与识别性能的影响一直是雷达信号处理中不可回避的一个问题。特别是机载或星载等下视状态工作的雷达，地海杂波对目标检测和识别的影响更加突出。地杂波干扰会使机载雷达和雷达导引头的探测距离显著缩短，并因此影响空战中战斗机的作战效能。因此，在进行智能空中对战仿真时，需要精确模拟地杂波干扰对机载雷达和雷达导引头的影响，否则将严重影响智能空中对战仿真结果的准确度。现有的地杂波干扰模拟方法仿真计算量较大，难以应用于需要对大量飞机和导弹进行电磁仿真计算的智能空中对战仿真。此外，现有地杂波干扰模拟方法需要对雷达系统和地面情况进行精确建模，但在大多数情况下，上述雷达系统和地面情况的精确建模参数很难获得，导致无法开展相关的地杂波干扰模拟计算。

发明内容

本发明所要解决的技术问题是相关的技术计算地杂波后向散射系数RCS时要么没有考虑地形，要么没有考虑到RCS起伏特性，目的在于提供一种模拟地杂波点迹的算法，解决上述的问题。

本发明通过下述技术方案实现：

一种模拟地杂波点迹的算法，该算法包括如下步骤：S1：在待检测区域内划定一个预设区域范围，并对预设区域范围进行栅格化区域面积计算，获取杂波面积；S2：将地物类型和波段进行分类规整，并建立数据库，采用非线性拟合得到了相应的散射系数经验模型，通过乌拉比模型计算地杂波地面散射系数；S3：随后再计算杂波面积的散射系数和杂波RCS的随机数，并根据雷达方程，通过截面积杂波计算回波能量；S4：判断杂波回波功率与雷达接收机灵敏度大小，若杂波回波功率大于接收机灵敏度，则返回杂波区域中点位置点迹，若杂波回波功率小于接收机灵敏度，则不返回点迹。

进一步地，所述步骤S1中的区域面积算计采用的区域面积计算公式公式为：

式中，

进一步地，所述步骤S2中地物类型分类包括土壤及岩石表面、树林、草地、灌木林、矮植被、路面、城市、干雪、湿雪九类；波段分类包括L、S、C、X、Ku、Ka、W七个波段。

进一步地，所述非线性拟合得到了相应的散射系数经验模型其公式为：

式中，

进一步地，所述步骤S2中散射系数的标准偏差公式为：

式中：STD是标准偏差公式；

进一步地，所述步骤S3中计算杂波面积的散射系数公式为：

式中，

进一步地，所述步骤S3中雷达方程采用的截面积为

式中，P

本发明与现有技术相比，具有如下的优点和有益效果：

发明一种模拟地杂波点迹的算法，模拟地杂波时，尽量做到真实的模拟地杂波的点迹，因此需要考虑RCS的起伏特性，考虑不同的地表环境；技术计算地杂波后向散射系数RCS时考虑到地形以及考虑到RCS起伏特性，提高计算效果。

具体实施方式

为使本发明的目的、技术方案和优点更加清楚明白，下面结合实施例，对本发明作进一步的详细说明，本发明的示意性实施方式及其说明仅用于解释本发明，并不作为对本发明的限定。

1、区域面积计算公式：

式中，

2、计算地杂波地面散射系数

（a）计算地杂波单位面积散射系数

计算地杂波地面散射系数参考乌拉比模型。

其对不同来源和测试系统的大量地物散射数据进行了相似性和有效性分类，分析和归纳整理了九种地物类型（包括土壤和岩石表面、树林、草地、灌木林、矮植被、路面、城市、干雪、湿雪）和七个波段（L、S、C、X、Ku、Ka、W）的测量数据并建立了数据库，进一步采用非线性拟合得到了相应的散射系数经验模型，其公式为：

式中，

散射系数的标准偏差公式为：

（b）计算杂波面积

式中，

（c）计算杂波RCS的随机数

考虑到地杂波随机分布的很多散射体，没有占主导作用的强散射体，使用指数分 布模型，其RCS值

式中

根据RCS的概率密度函数，计算RCS的随机数。

3、计算回波能量

根据雷达方程，截面积为

式中，

4、计算杂波点迹

判断杂波回波功率与雷达接收机灵敏度大小，如果杂波回波功率大于接收机灵敏度，则返回杂波区域中点位置点迹，否则不返回点迹。

以上所述的具体实施方式，对本发明的目的、技术方案和有益效果进行了进一步详细说明，所应理解的是，以上所述仅为本发明的具体实施方式而已，并不用于限定本发明的保护范围，凡在本发明的精神和原则之内，所做的任何修改、等同替换、改进等，均应包含在本发明的保护范围之内。