CN104569943A - 一种紧缩场雷达目标特性测量同步散射点位置识别方法 - Google Patents

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Abstract

本发明公开一种紧缩场雷达目标特性测量同步散射点位置识别方法，包括在紧缩场暗室内建立三维直角坐标系；在所述三维直角坐标系中确定紧缩场馈源所在位置；根据所述紧缩场馈源的位置和测试区的位置确定紧缩场反射面所在位置；以所述紧缩场馈源所在位置T为圆心，以紧缩场馈源发射波经紧缩场反射面反射至处于测试区的待测目标所在位置A的发射波传播路径为半径，在所述紧缩场暗室中构建一个圆球面；所述同步散射点位于所述圆球面与所述紧缩场暗室各面及其内部各物体的交汇处。通过本发明方法可快速找到紧缩场内与待测目标散射信号同时到达紧缩场馈源的有干扰作用的同步散射点位置。

Description

一种紧缩场雷达目标特性测量同步散射点位置识别方法
技术领域
本发明涉及散射点位置识别方法。更具体地，涉及一种紧缩场雷达目标特性测量同步散射点位置识别方法。
背景技术
随着隐身反隐身技术的发展，对雷达目标特性的测量精度要求越来越高。为了满足经典的雷达目标特性测量远场条件，紧缩场成为雷达目标特性测量最常用的一种方式。室内紧缩场雷达目标特性测量示意图如图1所示，紧缩场馈源发射球面电磁波，经紧缩场反射面反射后转换为平面波照射待测目标，入射电磁波经待测目标散射后，待测目标散射波经紧缩场反射面反射后由紧缩场馈源接收。
当前在紧缩场内测量雷达目标特性时，常用的一种数据处理方式是采用扫频测量模式，然后将扫频结果变换到时域，通过加时域窗，剔除其它时间散射到紧缩场馈源的散射信号。如图2所示，图中测试曲线有多个峰值，如峰值<1>、峰值<2>、峰值<3>、峰值<4>等，图2中峰值<3>即代表待测雷达目标的散射信号，对散射信号峰值<3>加合适的时域窗函数，就可以把不需要的其它散射信号(如峰值<1>、峰值<2>、峰值<4>等)剔除，这些较大的峰值信号均具有明确的物理含义，与暗室的几何布局及暗室内部摆放物品相关，这些峰值代表为紧缩场反射面反射信号、馈源直漏以及暗室后墙等某些部位的较大散射信号。由于这些散射信号被紧缩场馈源照射以及接收的时间与待测目标散射信号到达紧缩场馈源的时间不同，所以均可以通过时间门剔除，仅得到矩形框内的待测目标散射信号。但这种处理方式无法剔除在紧缩场内，紧缩场馈源发射波，经紧缩场内的散射点散射到紧缩场馈源的干扰散射信号与紧缩场馈源发射波经紧缩场反射面反射，到达待测目标，再由原路径返回到紧缩场馈源的待测目标散射信号时间相同的散射信号，即如果干扰散射信号与目标散射信号时间同步，则通过现有的时域加门方式，无法剔除。
发明内容
本发明所要解决的技术问题是提供一种紧缩场雷达目标特性测量同步散射点位置识别方法，以快速找到紧缩场内与待测目标散射信号同时到达紧缩场馈源的有干扰作用的同步散射点位置。
为解决上述技术问题，本发明采用下述技术方案：
一种紧缩场雷达目标特性测量同步散射点位置识别方法，该方法包括如下步骤：
在紧缩场暗室内建立三维直角坐标系；
在所述三维直角坐标系中确定紧缩场馈源所在位置T；
根据所述紧缩场馈源的位置和测试区的位置确定紧缩场反射面所在位置；
以所述紧缩场馈源所在位置T为圆心，以紧缩场馈源发射波经紧缩场反射面反射至处于测试区内待测目标所在位置A的发射波传播距离为半径，在所述紧缩场暗室中构建一个圆球面；
所述圆球面与所述紧缩场暗室各面及其内部各物体的交汇处即为所述紧缩场雷达目标特性测量同步散射点位置。
优选地，所述三维直角坐标系以所述紧缩场暗室任意一墙角为坐标系原点O，以长度方向为X轴，以宽度方向为Y轴，以高度方向为Z轴。
所述在所述三维直角坐标系中确定紧缩场馈源所在位置T；根据所述紧缩场馈源的位置和测试区的位置确定紧缩场反射面所在位置的步骤包括：
确定所述紧缩场馈源所在位置T在所述三维直角坐标系中的三维坐标，所述紧缩场馈源所在位置T的三维坐标为(XT,YT,ZT)；
确定所述待测目标所在位置A的三维坐标，所述待测目标所在位置A的三维坐标为(XA,YA,ZA)；
根据所述紧缩场馈源的位置和测试区的位置确定所述紧缩场反射面上反射点M的三维坐标，以待测目标所在位置A为基准，与地面平行的水平线与所述紧缩场反射面的交点即为M，所述紧缩场反射面上反射点M的三维坐标为(XM,YM,ZM)。
所述以所述紧缩场馈源所在位置T为圆心，以紧缩场馈源发射波经紧缩场反射面反射至处于测试区内待测目标所在位置A的发射波传播距离为半径，在所述紧缩场暗室中构建一个圆球面的步骤包括：
计算所述紧缩场馈源所在位置T到所述紧缩场反射面上反射点M的距离TM；
计算所述紧缩场反射面上反射点M到所述待测目标所在位置A的距离MA；
以所述紧缩场馈源所在位置T为圆心，以(TM+MA)为半径，在所述紧缩场暗室中构建一个圆球面。
优选地，所述圆球面与所述紧缩场暗室各面及暗室内部空间物体相交的所有交汇点均为紧缩场馈源发射波到散射点再到紧缩场馈源的干扰散射信号与紧缩场馈源发射波经紧缩场反射面反射到待测目标再由原路径返回到紧缩场馈源的待测目标散射信号时间相同的所述紧缩场雷达目标特性测量同步散射点位置。
优选地，所述紧缩场雷达目标特性测量同步散射点位于所述圆球面与所述紧缩场暗室的侧墙、紧缩场暗室的地面、紧缩场暗室的屋顶、紧缩场暗室的前后墙或在紧缩场暗室内部空间存在的物体的交汇处。
优选地，该方法的步骤进一步包括在所述紧缩场雷达目标特性测量同步散射点处放置吸波材料或移走位于同步散射点处的物体。
在本发明中，紧缩场雷达目标特性测量同步散射点区域简称为同步散射点区域。
本发明的有益效果如下：
现有紧缩场雷达目标特性测量信号处理方式无法剔除在紧缩场内，紧缩场馈源发射波，经紧缩场内的散射点散射到紧缩场馈源的干扰散射信号与紧缩场馈源发射波经紧缩场反射面反射，到达待测目标，再由原路径返回到紧缩场馈源的待测目标散射信号时间相同的散射信号，如果紧缩场各墙及地面屋顶或暗室内存在某些物体，这些散射部位的散射信号到达紧缩场馈源的时间与待测目标散射信号到达紧缩场馈源的时间相等，则这些不需要的干扰散射信号也将落入图2中的矩形框内，与待测目标散射信号同时到达，则通过简单加时域门的方式将难以剔除。本发明的紧缩场雷达目标特性测量同步散射点位置识别方法可有效地解决以上不足，通过本发明方法可快速找到紧缩场内与待测目标散射信号同时到达紧缩场馈源的有干扰作用的同步散射点位置，通过对这些位置添加高性能的吸波材料或移去散射源，可以大幅度的降低这些部位的散射信号强度，减小这些部位散射对待测目标散射信号测量精度的影响；如果紧缩场内部空间存在某些物体，剔除这些干扰散射源；在实际应用中，该方法可对紧缩场雷达目标特性测量精度影响因素分析起到较好的辅助作用。
附图说明
下面结合附图对本发明的具体实施方式作进一步详细的说明。
图1示出紧缩场雷达目标特性测量布局示意图；
图2示出现有紧缩场雷达目标特性测量时域处理示意图；
图3示出紧缩场雷达目标特性测量同步反射点区域确定示意图。
图4示出紧缩场暗室中的三维直角坐标系；
图5示出紧缩场暗室的地面的同步反射点位置；
图6示出紧缩场暗室的屋顶的同步反射点位置；
图7示出紧缩场暗室的两侧墙的同步反射点位置。
具体实施方式
为了更清楚地说明本发明，下面结合优选实施例和附图对本发明做进一步的说明。附图中相似的部件以相同的附图标记进行表示。本领域技术人员应当理解，下面所具体描述的内容是说明性的而非限制性的，不应以此限制本发明的保护范围。
本发明公开一种紧缩场雷达目标特性测量同步散射点位置识别方法，该方法的步骤包括如下：
在紧缩场暗室内建立三维直角坐标系；所述三维直角坐标系以紧缩场暗室任意一墙角为坐标系原点O，以长度方向为X轴，以宽度方向为Y轴，以高度方向为Z轴；确定紧缩场馈源1所在位置T在三维直角坐标系中的三维坐标，所述紧缩场馈源1所在位置T的三维坐标为(XT，YT，ZT)；确定待测目标4所在位置A的三维坐标，待测目标4所在位置A的三维坐标为(XA，YA，ZA)；根据紧缩场馈源1的位置和测试区3的位置确定紧缩场反射面2上反射点M的三维坐标，以待测目标4所在位置A为基准，与地面平行的水平线与所述紧缩场反射面2的交点即为M，紧缩场反射面2上反射点M的三维坐标为(XM，YM，ZM)；计算紧缩场馈源1所在位置T到紧缩场反射面2上反射点M的距离TM，计算紧缩场反射面2上反射点M到待测目标4所在位置A的距离MA；以紧缩场馈源1所在位置T为圆心，以(TM+MA)为半径，在暗室中构建一个圆球面；这个圆球面与紧缩场暗室各面及暗室内部空间物体相交的所有交汇点均为紧缩场馈源1发射波到干扰散射点再到紧缩场馈源1的干扰散射信号与紧缩场馈源1发射波经紧缩场反射面2反射到待测目标4再由原路径返回到紧缩场馈源1的待测目标4的散射信号时间相同的同步散射点位置。
本发明的原理是在紧缩场内找到紧缩场馈源1发射波到散射点再到紧缩场馈源1的与紧缩场馈源1发射波经紧缩场发射面2反射到待测目标4再到紧缩场馈源1的待测目标4的散射信号时间同步的干扰散射点位置。如图3紧缩场雷达目标特性测量同步散射点位置识别示意图所示(图仅供示意作用，相应尺寸不构成固定比例)，待测目标4在测试区3中的所在位置为A，紧缩场馈源1所在位置为T，待测目标4信号路径为TM+MA+AM+MT。我们以紧缩场馈源1所在位置T为圆心，以(TM+MA)为半径，在紧缩场暗室中构建一个圆球面，则这个圆球面与紧缩场暗室的各墙、屋顶、地面以及紧缩场内部空间物体相交的所有交汇点均为紧缩场馈源1发射波到散射点(如图3中的S1、S2等)再到紧缩场馈源1的干扰散射信号与紧缩场馈源1经紧缩场反射面2反射到待测目标4再由原路径返回到紧缩场馈源1的待测目标4的散射信号时间同步的散射点位置，如图3中满足距离条件的同步散射点S1、S2等，即紧缩场馈源1到散射点S1再到紧缩场馈源1的干扰散射信号时间与紧缩场馈源1接收到的紧缩场馈源1经紧缩场反射面2反射到待测目标4再由原路径返回到紧缩场馈源1的待测目标4的散射信号时间相同。
根据任何一个紧缩场的不同布局，内部物品摆放位置，紧缩场暗室长、宽、高不同尺寸，待测目标位置等条件，都可以根据上述步骤找到与待测目标4散射信号同步的干扰散射点位置，这些散射点位置可以位于暗室的侧墙，也可以位于暗室的地面或屋顶或前后墙，也可以是暗室内部空间存在的一些物体等；
找到这些同步散射点位置，可以在这些同步散射点位置添加高性能的吸波材料或移走这些散射部位，可以大幅度的降低这些部位的散射信号强度，减小这些部位散射对待测目标4散射信号测量精度的影响，从而起到提高测量精度的目的，该方法可对紧缩场雷达目标特性测量精度影响因素分析起到较好的辅助作用。
图1、图2为现有的时域加门处理技术，与本发明存在以下不同：
本发明可以快速找到紧缩场内与待测目标4散射信号同时到达紧缩场馈源1的有干扰作用的同步散射点位置，通过对这些位置添加高性能的吸波材料或移去散射源，可以大幅度的降低这些部位的散射信号强度，减小这些部位散射对待测目标4散射信号测量精度的影响，这是现有技术无法实现的。
本发明在实际应用中，该方法可对紧缩场雷达目标特性测量精度影响因素分析起到较好的辅助作用。
下面通过一组实施例对本发明所述技术方案作进一步说明：
1、在一个长×宽×高为30m×10m×10m的紧缩场暗室建立三维直角坐标系如图4所示，以紧缩场暗室任意一墙脚定位坐标系原点，如图4所示O点，以长度方向为X轴，以宽度方向为Y轴，以高度方向为Z轴，首先确定紧缩场馈源1所在位置T和测试区3待测目标4所在位置A的三维坐标，紧缩场馈源1所在位置T的三维坐标(XT，YT，ZT)为(23，5，1)，测试区3待测目标4所在位置A的三维空间位置坐标(XA，YA，ZA)为(15.7，5，5.3)；
2、确定紧缩场反射面2所在位置M的三维坐标，位置M的确定方法为，以待测目标4所在位置A为基准，与地面平行的水平线与反射面的交点即为M，其三维坐标(XM，YM，ZM)为(27.2，5，5.3)，计算TM、MA的距离分别为6.01m、11.5m；
3、以紧缩场馈源1所在位置T为圆心，以(TM+MA)为半径，在紧缩场暗室中构建一个圆球面，则这个圆球面与紧缩场暗室的各墙、屋顶、地面以及紧缩场暗室内部空间物体相交的所有交汇点均为紧缩场馈源1到散射点(如图3中的S1、S2等)再到紧缩场馈源1与紧缩场馈源1经紧缩场反射面2反射到待测目标4再由原路径返回到紧缩场馈源1的待测目标4的散射信号时间同步的散射点位置；
4、编制程序进行计算，分别得到暗室的地面的同步散射点位置如图5中的黑色圆曲线所示，暗室的屋顶的同步散射点位置如图6中的黑色圆曲线所示，暗室的两侧墙的同步散射点位置如图7中的黑色圆曲线所示，横纵坐标分别对应反射点区域在各墙的几何位置，经计算，本尺寸布局的暗室前墙(离测试区3近的墙面)及暗室后墙均不存在同步散射点位置。
显然，本发明的上述实施例仅仅是为清楚地说明本发明所作的举例，而并非是对本发明的实施方式的限定，对于所属领域的普通技术人员来说，在上述说明的基础上还可以做出其它不同形式的变化或变动，这里无法对所有的实施方式予以穷举，凡是属于本发明的技术方案所引伸出的显而易见的变化或变动仍处于本发明的保护范围之列。

Claims (7)

1.一种紧缩场雷达目标特性测量同步散射点位置识别方法，其特征在于，该方法包括以下步骤：
在紧缩场暗室内建立三维直角坐标系；
在所述三维直角坐标系中确定紧缩场馈源所在位置T；根据所述紧缩场馈源的位置和测试区的位置确定紧缩场反射面所在位置；
以所述紧缩场馈源所在位置T为圆心，以紧缩场馈源发射波经紧缩场反射面反射至处于测试区内待测目标所在位置A的发射波传播距离为半径，在所述紧缩场暗室中构建一个圆球面；
所述圆球面与所述紧缩场暗室各面及其内部各物体的交汇处即为所述紧缩场雷达目标特性测量同步散射点位置。
2.根据权利要求1所述的方法，其特征在于，所述三维直角坐标系以所述紧缩场暗室任意一墙角为坐标系原点O，以长度方向为X轴，以宽度方向为Y轴，以高度方向为Z轴。
3.根据权利要求1所述的方法，其特征在于，所述在所述三维直角坐标系中确定紧缩场馈源所在位置T；根据所述紧缩场馈源的位置和测试区的位置确定紧缩场反射面所在位置的步骤包括：
确定所述紧缩场馈源所在位置T在所述三维直角坐标系中的三维坐标；
确定所述待测目标所在位置A的三维坐标；
根据所述紧缩场馈源的位置和测试区的位置确定所述紧缩场反射面上反射点M的三维坐标；以待测目标所在位置A为基准，与地面平行的水平线与所述紧缩场反射面的交点即为M。
4.根据权利要求1所述的方法，其特征在于，所述以以所述紧缩场馈源所在位置T为圆心，以紧缩场馈源发射波经紧缩场反射面反射至处于测试区内待测目标所在位置A的发射波传播距离为半径，在所述紧缩场暗室中构建一个圆球面的步骤包括：
计算所述紧缩场馈源所在位置T到所述紧缩场反射面上反射点M的距离TM；
计算所述紧缩场反射面上反射点M到所述待测目标所在位置A的距离MA；
以所述紧缩场馈源所在位置T为圆心，以TM+MA为半径，在所述紧缩场暗室中构建一个圆球面。
5.根据权利要求4所述的方法，其特征在于，所述圆球面与所述紧缩场暗室各面及暗室内部空间物体相交的所有交汇点，均为所述紧缩场馈源发射波到散射点再到所述紧缩场馈源的干扰散射信号，与所述紧缩场馈源经所述紧缩场反射面反射，到达待测目标再由原路径返回到紧缩场馈源的所述待测目标散射信号时间相同的所述紧缩场雷达目标特性测量同步散射点位置。
6.根据权利要求1所述的方法，其特征在于：所述紧缩场雷达目标特性测量同步散射点位于所述圆球面与所述紧缩场暗室的侧墙、紧缩场暗室的地面、紧缩场暗室的屋顶、紧缩场暗室的前后墙或在紧缩场暗室内部空间存在的物体的交汇处。
7.根据权利要求1所述的方法，其特征在于：该方法的步骤进一步包括在所述紧缩场雷达目标特性测量同步散射点处放置吸波材料或移走位于同步散射点处的物体。
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