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专利号: 2022111658207
申请人: 南京信息工程大学
专利类型:发明专利
专利状态:已下证
更新日期:2026-06-16
缴费截止日期: 暂无
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摘要:

权利要求书:

1.一种通过三维目标声散射评估电磁散射特征的方法,其特征在于,包括以下步骤:

1)确定需要评估的三维目标的电磁散射频率,对应的电磁波频率,脉冲宽度,扫频带宽与三维目标性质,取缩比系数为r1;

2)确定通过三维目标声散射评估电磁散射中声散射测试的声波频率、声信号脉冲宽度、扫频带宽与对应声学性质的三维目标;

3)对应声学性质的三维目标,并安装于消声水池中测试;

4)当需要获得通过三维目标声散射评估目标单站电磁散射的结果时,则进行单频点声散射测试,则继续进行操作,当需要获得通过三维目标声散射评估目标的一维距离像和ISAR的结果时,则需要进行具有一定带宽的线性扫频声散射测试;

5)三维目标声散射单个角度测试过程为,信号源产生发射信号,信号放大后发射,接收目标散射的回波信号,回波信号线性放大、滤波和存储;

6)根据步骤4,与所需要的步进角度,完成不同角度范围内的三维目标的声散射测试;

7)如果为单频点声散射,则在采集的每个角度的回拨信号中截取目标声散射信号,并进行FFT计算,则可得三维目标的单站声散射测试结果,此结果为通过三维目标声散射评估目标单站电磁散射的结果;

所述步骤7)中使用傅里叶变换方法对每个角度采集到的测试信号进行处理,S(m,f)=FFTn(sr(m,t)),然后截取对应频率的幅度值进行幅度归一化处理,可得对应角度m·Δθ的单站声散射值R(m·Δθ)=normal(S(m,f1)),循环计算所有角度的R(m·Δθ)值,可得目标声散射测试评估目标单站电磁散射计算结果;

8)对采集的单个角度的回拨信号进行脉冲压缩处理,则得到被测目标的对应角度的一维距离像结果,此结果为通过目标声散射评估目标电磁散射一维距离像的结果;

9)采用R‑D算法对步骤6中采集的多角度的散射回波信号进行处理,获得目标的ISAR成像结果,此结果为通过目标声散射评估目标电磁散射二维成像的结果。

2.根据权利要求1所述的一种通过三维目标声散射评估电磁散射特征的方法,其特征在于,所述步骤2)中确定通过三维目标声散射评估电磁散射中声散射测试的声波频率、声信号脉冲宽度、扫频带宽与对应声学性质的三维目标的方法为:a.当目标物为导体时,对应进行声学测试的目标应为刚性图或绝对弹性体,体积尺度缩小r1倍;

b.当目标物为介质体时,其介质体对应的电磁波的反射系数为V1,则对应进行声学测试的目标材质应为一般弹性体,其声学反射系数必须为V1,同时体积尺度缩小r1倍;

c.当需要评估的电磁波频率为(fe1‑fe2)(GHz),脉冲时间为Te1时,则对应声波的频率为s(fs1‑fs2)(KHz),声波脉冲时间为Ts1=2·10·Te1/r1,其中,fs1=5·r1·fe1,fs2=5·r1·fe2,当fe1=fe2时,fs1=fs2,为单频点测试。

3.根据权利要求1所述的一种通过三维目标声散射评估电磁散射特征的方法,其特征在于,所述步骤8)中使用脉冲压缩算法计算目标一维距离像的具体方法是:对采集到的测试信号进行匹配滤波处理,y(t)=IFFT(S(f)·H(f)·wins),即目标声散射评估目标电磁散射一维距离像计算结果,其中,S(f)为接收信号sr(t)的傅里叶变换S(f)=FFT(sr(t)),H(f)=conj(PFT(st(t)))为发射信号的系统相应函数st(t)的系统相应函数,PPT(·)、IFPT((·)和conj(·)分别为快速傅里叶变换、傅里叶逆变换和复共轭计算,wins为Hamming窗函数。

4.根据权利要求1所述的一种通过三维目标声散射评估电磁散射特征的方法,其特征在于,所述步骤(九)中,使用R‑D算法作为目标电磁散射二维成像计算方法,即分别对距离和方位进行二维傅里叶变换,假设原始接收到的测量数据为sr(m,n),其中m为方位向采样角度数,n为时间域的距离像采样数,在距离向进行IPFT处理,可得不同方位上的目标距离向数据IFFTn(sr(m,n));然后在方位向进行FFT处理,可得目标的二维成像结果FFTm(IFFTn(sr(m,n))),即目标声散射评估目标电磁散射二维成像结果。