基于近场测量估计等效雷达截面的方法与设计方案

本技术涉及一种借助于近场测量来估计对象的等效雷达截面（RCS）的方法。该方法使用对象的远场衍射模型和近场衍射模型。这些模型使得确定对于远场和近场的适合于所述对象的相应基准成为可能。测量矢量首先投影到近场中适合的基准上并且所获得的分量被变换成远场的基准上的分量。然后，所获得的矢量缩减为RCS分析基准以提供重构矢量。然后，重构矢量的分量用于计算RCS。本技术还涉及一种用于实现所述估计方法的计算机程序。

技术要求

1.一种基于对象的第一近场衍射模型以及所述对象的第二近场衍射模型来估计等效雷达截面的方法，所述第一近场衍射模型和所述第二近

场衍射模型能够分别由对于入射波以及衍射波观测的多（4N2）对相应方向和偏振的复数衍射波和入射波振幅比例的第一矩阵（Ab）及第二矩阵（A'b）表示，其中：

执行所述第一矩阵和所述第二矩阵的模态分解并且选择（130）这样分解的所述第一矩阵和所述第二矩阵的最重要模态矢量（V,V'），以便获得模态矢量的第一基准和第二基准；

在所述第一基准的模态矢量和所述第二基准的模态矢量之间建立（140）对应；

确定（150）用于从与所述第二基准的模态矢量相关联的第二模态矢量（λ's）变换到与对应于所述第一基准的模态矢量相关联的第一模态值（λs）的算子（F）；

对所述入射波以及所述衍射波观测的多对方向以及至少一对相应偏振进行（160）近场中的复数衍射波和入射波振幅比例的多个（Nμ）测量；

由这样测量的比例形成的矢量（a'μ）投影（180）到所述第二基准的所述模态矢量上，以便获得该基准上的第二模态分量（λ'μ）；

在第一模态基准上的第一模态分量（λμ）通过将所述算子应用于所述第二模态分量来获得（190）；

从所述第一模态分量及所述第一基准的模态矢量产生（193）重构矢量所述重构矢量的分量代表所述多对方向和偏振的复数入

射波和衍射波振幅比例；

从所述重构矢量的至少一个分量确定（195）等效雷达截面。

2.根据权利要求1所述的估计方法，其特征在于，所述模态分解是对角线化，并且：

所述第一基准的模态矢量及所述第一模态值分别是所述第一矩阵的本征矢量及本征值；

所述第二基准的模态矢量及所述第二模态值分别是所述第二矩阵的本征矢量及本征值。

3.根据权利要求1所述的估计方法，其特征在于，所述模态分解是到奇异值的分解，并且：

所述第一基准的模态矢量及所述第一模态值分别是所述第一矩阵的奇异矢量及奇异值；

所述第二基准的模态矢量及所述第二模态值分别是所述第二矩阵的奇异矢量及奇异值。

4.根据权利要求1所述的估计方法，其特征在于，所述对应能够通过寻找与所述第二基准的各个模态矢量最接近的所述第一基准的模态矢量来建立。

5.根据权利要求1所述的估计方法，其特征在于，所述对应能够借助于多个连续的算子在所述第一基准的模态矢量及所述第二基准的模态矢量之间逐步建立，各个关联与中间模态矢量基准相关。

6.根据权利要求1至5中的任一项所述的估计方法，其特征在于，所述算子被定义为F=Diag(λs/λ's)，其中，λs、λ's分别是第一模态值及第二模态值并且Diag(.)是秩为s的对角矩阵，s等于第一/第二基准的模态矢量的数目。

7.根据权利要求1至5中的任一项所述的估计方法，其特征在于，所述算子被定义为对于一组对，p=1,...,P，将F(λ's)和λs之

间的距离最小化的伪逆矩阵，其中，和是通过第一衍射模型和第二衍射模型的P个相应模拟获得的第一模态值和第二模态值。

8.根据任一前述权利要求所述的估计方法，其特征在于，

其中，λ'μ表示所述第二模态分量的矢量，(V'μ)+为V'μ的伪逆矩阵，V'μ是列是所述第二基准的模态矢量并且行与第二多个测量的比例对应的矩阵。

9.根据根据权利要求8所述的估计方法，其特征在于，所述重构矢量由下式产生：

其中，Vs是列是所述第一基准的模态矢量并且行与所述第一近场衍射模型的第一多个比例对应的矩阵。

10.根据权利要求9所述的估计方法，其特征在于，对于入射波和衍射波的观测方向对以及关联的偏振对的等效雷达截

面能够随后从所述重构矢量的分量的平方的模获得。

11.根据权利要求8至10中的任一项所述的估计方法，其特征在于，V'μ的伪逆矩阵能够通过(V'μ)?=(V'μHV'μ)-V'μH获得，如果矩阵V'μHV'μ的条件数大于预定阈值（condT）矩阵V'μ先前是矩阵的恢复的对象。

12.一种包括软件构件的计算机程序，在通过计算机执行时，所述软件构件被适配为实施所述估计方法的步骤。

技术说明书

基于近场测量估计等效雷达截面的方法

技术领域

本技术涉及雷达标记并且更具体地涉及等效雷达截面的判定。

背景技术

等效雷达截面或RCS是作为目标的特征的基本量。为了区分对象（典型地如飞行器）的目的，其用于军用领域和民用领域（例如，用于空中交通管制）。

雷达目标的RCS传统是根据沿目标方向发射的波的功率与由雷达接收的波的功率的比较进行定义的。在远场和接近平面波的波中，事实上，雷达方程被写为：

其中，Pe和Pr分别是雷达发射和接收的功率，Ge和Gr为发射和接收时的天线增益，d为雷达和目标之间的距离，λ为雷达使用的波长。系数σ为表面的均匀性的并仅取决于感兴趣的目标，这就是目标RCS。

在由Peninsula Publishing出版的G.T.Tuck等的题为“RadarCross-Section Handbook”的作品中将具体地找到RCS的更详细描述。

在表达式（1）中，假设用于说明目标的雷达与用于接收衍射波的雷达相同，那么称为单站雷达。通常，单站RCS依赖入射波的方向、雷达

的频率f及发射入射波并分析接收波的相应的偏振πe和πr。表示为SER(f,φ,θ,πe,πr)，在此为与目标有关的参考系中的雷达的相对的方位角和倾侧角（roll angle）。各个偏振πe和πr可是水平的也可以是竖直的，也即，πe=H or V；πr=H or V。

以类似的方式，如果雷达系统是双站，这就是说如果用于分析衍射波的雷达与用作除去目标的雷达不同，那么称为双站RCS。那么这个双站RCS不再仅依赖入射波的方向而且还依赖衍射波的方向。它表示为其

中和分别是入射波以及相应衍射波的相对方位角和倾侧角。

对象的RCS可通过模拟进行测量或估计。

然而，这两种方法确实具有许多限制。

借助于单个天线或借助于相对于彼此在角度上微小偏移的两个单独天线在电波暗室中传统地测量RCS。根据情况来获得方位角或多个这种角的单站RCS或准单站RCS。可仅在在赤道面中的几个方位角进行测量，使得仅可用目标的相当简明的二维表示。通过测量获得三维RCS是非常罕见的并且经常是不可能的。

此外，测量经常由来自各种源的噪声（杂散回波、仪器噪音等）影响，这个问题在吸收效率较低的低频区域（波长大于或远远大于对象的特性维度）中被加重。

通过模拟估计RCS可备选地通过所谓的亮点方法（bright pointsmethod）来执行。根据这个方法，目标被分解成一组独立的基本组成部分，各个组成部分被分配一个加权系数。换言之，随后认为衍射波是多个球面波的总和，各个球面波通过亮点发射。然后，目标的RCS可以表示为：

其中，an、n=1,..,N为各种组成部分的复加权系数，为给出他们的相应位置的矢量以及为衍射波的波矢量。

然而，亮点方法确实证明了在低频区域中实现复杂目标形式是特别困难的并且在任何情况下都是不可应用的。

在以本申请人的名义提交的专利EP-B-2132586中公开了一种从目标的衍射模型以及在多个方向中的测量来确定RCS的方法。