一种舰船目标的内场场景构建方法与流程

本发明涉及电磁场景模拟，尤其涉及一种舰船目标的内场场景构建方法。

背景技术：

1、目前，采用内场模拟干扰对抗电磁场景是今后发展的方向。内场电磁场景模拟可在暗室内通过信号源等设备与雷达进行交互，模拟雷达工作中探测到的目标与假目标等回波，实现雷达内场软硬件的测试。在内场场景下，需要对内场电磁场景进行极化和距离像特性逼真模拟。

2、现有的内场电磁场景模拟方法主要是通过信号源模拟雷达探测的点目标，或通过调制目标电磁模型，模拟具有一维距离像特性的场景目标回波，但面向假目标对抗场景模拟应用，其存在以下不足：

3、1)仅能模拟单脉冲非相参体制雷达回波，对于相参体制雷达回波模拟能力欠缺，相参积累后模拟的场景回波特性失真；

4、2)在内场模拟全极化信号回波时，存在目标极化特性模拟逼真度差的问题，无法满足基于极化信息进行目标与假目标识别算法验证的需求。

技术实现思路

1、鉴于上述的分析，本发明实施例旨在提供一种舰船目标的内场场景构建方法，能够解决现有技术中内场电磁场景模拟回波特性失真以及目标极化特性模拟逼真度差的技术问题。

2、本发明公开了一种舰船目标的内场场景构建方法，包括：

3、根据内场场景的场景设置要求，从全向舰船目标特性库中选取目标散射特性模型；

4、在内场场景下，根据场景设置要求以及调取的每一模拟目标的目标散射特性模型，生成雷达模拟目标回波；

5、在生成的雷达模拟目标回波上叠加背景噪声数据，得到内场场景下的雷达模拟回波信号，完成内场场景的构建。

6、在上述方案的基础上，本发明还做出了如下改进：

7、进一步，所述舰船目标特性库包括舰船目标的舰船类型、雷达设备参数、目标参数及其对应的目标散射特性模型；其中，

8、所述目标散射特性模型由若干稳定散射点在hh、hv、vh及vv四个极化通道上的距离像位置、散射点相位及散射点幅值组成。

9、进一步，所述场景设置要求包括：

10、模拟目标的目标类型，模拟目标为1个或多个；

11、雷达设备参数，包括：雷达波段和极化状态；

12、场景环境参数，包括：海况信息、雷达设备的海拔高度、雷达-目标距离。

13、进一步，通过执行以下操作生成雷达模拟目标回波：

14、根据场景设置要求中的雷达设备参数，生成雷达发射信号；

15、基于每一模拟目标的目标散射特性模型和雷达发射信号，获得相应模拟目标的雷达模拟目标回波；

16、若场景设置要求中仅包含一个模拟目标，则将该模拟目标的雷达模拟目标回波作为内场场景下的雷达模拟目标回波；否则，则对所有模拟目标的雷达模拟目标回波进行电磁波叠加，得到内场场景下的雷达模拟目标回波。

17、进一步，通过执行以下操作获得模拟目标的雷达模拟目标回波：

18、根据调取的该模拟目标的目标散射特性模型，获得该模拟目标在各极化通道的一维距离像数据；

19、根据场景设置要求中的雷达-目标距离，将各极化通道的一维距离像数据叠加到雷达-目标距离的相应位置，组成该模拟目标的距离像目标散射点集；

20、利用雷达发射信号对该模拟目标的距离像目标散射点集进行目标特性调制，生成该模拟目标的雷达模拟目标回波。

21、进一步，从所述目标特性库中选取目标散射特性模型，包括：

22、基于模拟目标的场景环境参数，获取模拟目标的目标参数；

23、根据每一模拟目标的目标类型、雷达波段及目标参数，从目标特性库中调取匹配于各模拟目标的目标散射特性模型。

24、进一步，所述全向舰船目标特性库通过以下方式构建：

25、在外场对舰船目标进行不同入射余角下的全向数据采集试验，获取实测高速回波数据；

26、基于归一化基函数，对每一帧实测高速回波数据对应的距离-多普勒数据中的目标区域进行目标特性提取，获得对应的目标特性距离-多普勒数据；

27、在各入射余角下，基于各帧目标特性距离-多普勒数据在主极化通道的目标特性距离-多普勒数据分量，获得相应入射余角下主极化通道的全向稳定散射点序列；

28、将各入射余角下主极化通道的全向稳定散射点序列对应到其他极化通道，获取相应入射余角下其他极化通道的全向稳定散射点序列；

29、对不同入射余角下、各个极化通道的全向稳定散射点序列分别进行全向散射点建模，构建得到全向舰船目标特性库。

30、进一步，获得相应入射余角下主极化通道的全向稳定散射点序列，包括：

31、对主极化通道的各帧目标特性距离-多普勒数据分量进行解相参处理，取幅度最大的一个prt作为该帧在主极化通道下的一维距离像；

32、根据各帧在主极化通道下的一维距离像及其对应的舷向角，确定主极化通道下的垂直舷向帧区间的一维距离像序列，以及，非垂直舷向帧区间的一维距离像序列；

33、对非垂直舷向帧区间的各帧一维距离像进行目标特性关联，获取主极化通道下非垂直舷向帧区间的稳定散射点序列；

34、基于主极化通道下非垂直舷向帧区间的稳定散射点序列，获取主极化通道下垂直舷向帧区间的稳定散射点序列；

35、对主极化通道下非垂直、垂直舷向帧区间的稳定散射点序列按照帧序号进行排序，得到相应入射余角下主极化通道的全向稳定散射点序列。

36、进一步，获取主极化通道下非垂直舷向帧区间的稳定散射点序列，包括：

37、根据预设的关联片段帧数，对非垂直舷向帧区间中时序上相邻的一维距离像进行片段划分，并按照帧序号对本片段内的各帧一维距离像进行顺序拼接，得到若干个片段数据；

38、预处理每一片段数据，得到相应的稳定散射点片段数据；

39、对每一稳定散射点片段数据进行距离像主成分分析及聚类分析，输出相应片段内帧间关联的稳定散射点序列及聚类中心；

40、根据各片段内帧间关联的稳定散射点序列及聚类中心，进行片段间关联，获得主极化通道下非垂直舷向帧区间的稳定散射点序列。

41、进一步，所述目标参数包括入射余角、舷向角和径向速度；通过以下方式构建全向舰船目标特性库：

42、对不同入射余角下、各个极化通道的全向稳定散射点序列分别进行全向散射点建模，得到多极化通道下舰船全向散射点模型；

43、按照全向舰船目标特性库的结构重新组织多极化通道下舰船全向散射点模型中的数据，构建得到全向舰船目标特性库。

44、与现有技术相比，本发明至少可实现如下有益效果之一：

45、本发明提供的舰船目标的内场场景构建方法，具备如下优势：

46、1、该方法充分将预先构建好的全向舰船目标特性库与内场电磁场景的场景及参数相结合，实现对相参体制雷达回波模拟，相参积累后模拟的场景回波特性真实性高。

47、2、在内场模拟各种极化状态的信号回波中目标极化特性模拟逼真度高，能够可靠满足基于极化信息进行目标识别算法验证的需求。

48、3、本发明所提供的内场场景构建方法与现有技术相比，其更加可靠，在内场模拟舰船目标场景时的回波特性与外场采集数据特性相一致，距离像和多普勒维度特性逼真度高，能满足高分辨率雷达识别性能测试环境要求；

49、4、通过本发明中提供的全向舰船目标特性库构建方法，能够获得舰船目标的全向散射点数据，极大地方便了内场构建时的目标散射特性模型选取，有效扩展了内场场景构建的应用场景。

50、本发明中，上述各技术方案之间还可以相互组合，以实现更多的优选组合方案。本发明的其他特征和优点将在随后的说明书中阐述，并且，部分优点可从说明书中变得显而易见，或者通过实施本发明而了解。本发明的目的和其他优点可通过说明书以及附图中所特别指出的内容中来实现和获得。