本申請涉及通信領(lǐng)域，更具體地說，涉及一種雷達(dá)模擬中天線方向性加權(quán)因子計算方法和裝置。

背景技術(shù)：

合成孔徑雷達(dá)(syntheticapertureradar，sar)是一種現(xiàn)代高分辨微波成像雷達(dá)，隨著現(xiàn)代電子集成技術(shù)的發(fā)展，成像雷達(dá)系統(tǒng)越來越復(fù)雜，設(shè)備越來越龐大，價格越來越高，導(dǎo)致試飛成本越來越高，實(shí)驗(yàn)周期越來越長。為了評估合成孔徑雷達(dá)的各項性能指標(biāo)，需要產(chǎn)生大量的雷達(dá)回波數(shù)據(jù)(面目標(biāo)回波調(diào)制信息)，若這些數(shù)據(jù)通過真實(shí)實(shí)驗(yàn)獲得，則成本將非常高，因而通過雷達(dá)回波信號模擬器采用模擬手段獲取雷達(dá)回波信號。

由于不同波束寬度對合成孔徑雷達(dá)成像后的幅值影響較大，如果不加天線方向圖將會影響雷達(dá)成像后的幅度量化，因此在sar實(shí)時模擬器回波仿真過程中天線方向圖的影響不可忽略，現(xiàn)有技術(shù)中未考慮天線方向性加權(quán)因子對仿真的影響，因而降低了sar模擬器的仿真效果。

技術(shù)實(shí)現(xiàn)要素：

有鑒于此，本申請?zhí)峁┮环N雷達(dá)模擬中天線方向性加權(quán)因子計算方法和裝置，以計算sar實(shí)時模擬器回波仿真過程中的天線方向性加權(quán)因子，從而提高sar模擬器的仿真效果。

為了實(shí)現(xiàn)上述目的，現(xiàn)提出的方案如下：

一種雷達(dá)模擬中天線方向性加權(quán)因子計算方法，包括：

基于雷達(dá)面目標(biāo)回波信號模擬結(jié)果建立目標(biāo)坐標(biāo)系和雷達(dá)天線坐標(biāo)系；

根據(jù)所述目標(biāo)坐標(biāo)系轉(zhuǎn)換到所述雷達(dá)天線坐標(biāo)系的旋轉(zhuǎn)矩陣，計算目標(biāo)距離角和目標(biāo)方位角；

基于所述目標(biāo)距離角計算雷達(dá)天線在距離向的第一加權(quán)因子，基于所述目標(biāo)方位角計算雷達(dá)天線在方位向的第二加權(quán)因子；

根據(jù)所述第一加權(quán)因子和所述第二加權(quán)因子計算所述雷達(dá)天線的方向性加權(quán)因子。

優(yōu)選的，所述根據(jù)所述目標(biāo)坐標(biāo)系轉(zhuǎn)換到所述雷達(dá)天線坐標(biāo)系的旋轉(zhuǎn)矩陣，計算目標(biāo)距離角和目標(biāo)方位角，包括：

基于第一預(yù)設(shè)公式:計算所述目標(biāo)距離角；

基于第二預(yù)設(shè)公式：計算所述目標(biāo)方位角；

其中，所述∠toqr表示所述目標(biāo)距離角，所述∠toqa表示所述目標(biāo)方位角，雷達(dá)在目標(biāo)坐標(biāo)系中的坐標(biāo)(xr,yr,zr)，目標(biāo)在目標(biāo)坐標(biāo)系中的坐標(biāo)(x0,y0,z0)，目標(biāo)在距離面和方位面的的垂直投影分別為qr和qa，θ為雷達(dá)波束指向的俯仰角，β為雷達(dá)波束指向的方位角，t表示為天線指向與目標(biāo)坐標(biāo)系的交點(diǎn)。

優(yōu)選的，所述基于所述目標(biāo)距離角計算雷達(dá)天線在距離向的第一加權(quán)因子，基于所述目標(biāo)方位角計算雷達(dá)天線在方位向的第二加權(quán)因子，包括：

在天線方向圖加權(quán)文件表格中查找與所述目標(biāo)距離角對應(yīng)的第一索引號，進(jìn)而基于線性內(nèi)插法對所述第一索引號進(jìn)行計算得出第一加權(quán)因子；

在天線方向圖加權(quán)文件表格中查找與所述目標(biāo)方位角對應(yīng)的第二索引號，進(jìn)而基于線性內(nèi)插法對所述第二索引號進(jìn)行計算得出第二加權(quán)因子。

優(yōu)選的，所述根據(jù)所述第一加權(quán)因子和所述第二加權(quán)因子計算所述雷達(dá)天線的方向性加權(quán)因子，包括：

計算所述第一加權(quán)因子和所述第二加權(quán)因子的乘積，并將所述乘積作為所述雷達(dá)天線的加權(quán)因子。

一種雷達(dá)模擬中天線方向性加權(quán)因子計算裝置，包括：

坐標(biāo)系建立單元，用于基于雷達(dá)面目標(biāo)回波信號模擬結(jié)果建立目標(biāo)坐標(biāo)系和雷達(dá)天線坐標(biāo)系；

第一計算單元，用于根據(jù)所述目標(biāo)坐標(biāo)系轉(zhuǎn)換到所述雷達(dá)天線坐標(biāo)系的旋轉(zhuǎn)矩陣，計算目標(biāo)距離角和目標(biāo)方位角；

第二計算單元，用于基于所述目標(biāo)距離角計算雷達(dá)天線在距離向的第一加權(quán)因子，基于所述目標(biāo)方位角計算雷達(dá)天線在方位向的第二加權(quán)因子；

第三計算單元，用于根據(jù)所述第一加權(quán)因子和所述第二加權(quán)因子計算所述雷達(dá)天線的方向性加權(quán)因子。

優(yōu)選的，所述第一計算單元包括：第一計算模塊和第二計算模塊；

其中，第一計算模塊用于：

基于第一預(yù)設(shè)公式計算所述目標(biāo)距離角；

所述第二計算模塊用于：

基于第二預(yù)設(shè)公式計算所述目標(biāo)方位角；

其中，所述∠toqr表示所述目標(biāo)距離角，所述∠toqa表示所述目標(biāo)方位角，雷達(dá)在目標(biāo)坐標(biāo)系中的坐標(biāo)(xr,yr,zr)，目標(biāo)在目標(biāo)坐標(biāo)系中的坐標(biāo)(x0,y0,z0)，目標(biāo)在距離面和方位面的的垂直投影分別為qr和qa，θ為雷達(dá)波束指向的俯仰角，β為雷達(dá)波束指向的方位角，t表示天線指向與目標(biāo)坐標(biāo)系的交點(diǎn)。

優(yōu)選的，所述第二計算單元包括：

第三計算模塊，用于在天線方向圖加權(quán)文件表格中查找與所述目標(biāo)距離角對應(yīng)的第一索引號，進(jìn)而基于線性內(nèi)插法對所述第一索引號進(jìn)行計算得出第一加權(quán)因子；

第四計算模塊，用于在天線方向圖加權(quán)文件表格中查找與所述目標(biāo)方位角對應(yīng)的第二索引號，進(jìn)而基于線性內(nèi)插法對所述第二索引號進(jìn)行計算得出第二加權(quán)因子。

優(yōu)選的，所述第三計算單元具體用于計算所述第一加權(quán)因子和所述第二加權(quán)因子的乘積，并將所述乘積作為所述雷達(dá)天線的方向性加權(quán)因子。

經(jīng)由上述技術(shù)方案可知，本申請公開了一種雷達(dá)模擬中天線方向性加權(quán)因子計算方法和裝置。首先基于雷達(dá)面目標(biāo)回波信號模擬結(jié)果建立目標(biāo)坐標(biāo)系和雷達(dá)天線坐標(biāo)系，根據(jù)目標(biāo)坐標(biāo)系轉(zhuǎn)換到雷達(dá)天線坐標(biāo)系的旋轉(zhuǎn)矩陣，計算目標(biāo)距離角和目標(biāo)方位角，從而確定雷達(dá)天線在距離向的第一加權(quán)因子和方位向的第二加權(quán)因子。進(jìn)一步，根據(jù)第一加權(quán)因子和第二加權(quán)因子計算所述雷達(dá)天線的方向性加權(quán)因子。與現(xiàn)有技術(shù)相比，本發(fā)明可實(shí)現(xiàn)對雷達(dá)天線方向性加權(quán)因子的計算，因而提升了sar模擬器的仿真效果。

附圖說明

為了更清楚地說明本發(fā)明實(shí)施例或現(xiàn)有技術(shù)中的技術(shù)方案，下面將對實(shí)施例或現(xiàn)有技術(shù)描述中所需要使用的附圖作簡單地介紹，顯而易見地，下面描述中的附圖僅僅是本發(fā)明的實(shí)施例，對于本領(lǐng)域普通技術(shù)人員來講，在不付出創(chuàng)造性勞動的前提下，還可以根據(jù)提供的附圖獲得其他的附圖。

圖1示出了本發(fā)明一個實(shí)施例公開的一種雷達(dá)模擬中天線方向性加權(quán)因子計算方法流程圖；

圖2示出了本發(fā)明一種雷達(dá)模擬中天線方向性加權(quán)因子示意圖；

圖3示出了本發(fā)明目標(biāo)坐標(biāo)系到天線坐標(biāo)系轉(zhuǎn)換示意圖；

圖4示出了本發(fā)明另一個實(shí)施例公開的一種雷達(dá)模擬中天線方向性加權(quán)因子計算裝置的結(jié)構(gòu)示意圖。

具體實(shí)施方式

下面將結(jié)合本發(fā)明實(shí)施例中的附圖，對本發(fā)明實(shí)施例中的技術(shù)方案進(jìn)行清楚、完整地描述，顯然，所描述的實(shí)施例僅僅是本發(fā)明一部分實(shí)施例，而不是全部的實(shí)施例。基于本發(fā)明中的實(shí)施例，本領(lǐng)域普通技術(shù)人員在沒有做出創(chuàng)造性勞動前提下所獲得的所有其他實(shí)施例，都屬于本發(fā)明保護(hù)的范圍。

參見圖1示出了本發(fā)明一個實(shí)施例公開的一種雷達(dá)模擬中天線方向性加權(quán)因子計算方法。

s101：基于雷達(dá)面目標(biāo)回波信號模擬結(jié)果建立目標(biāo)坐標(biāo)系和雷達(dá)天線坐標(biāo)系。

雷達(dá)在對目標(biāo)進(jìn)行搜索和追蹤時，由于雷達(dá)的體制、安裝方式(運(yùn)載體還是地面固定位置)、工作方式等的不同，涉及到許多坐標(biāo)系。在這些眾多的坐標(biāo)系中包括：目標(biāo)坐標(biāo)系和雷達(dá)天線坐標(biāo)系。

s102：根據(jù)所述目標(biāo)坐標(biāo)系轉(zhuǎn)換到所述雷達(dá)天線坐標(biāo)系的旋轉(zhuǎn)矩陣，計算目標(biāo)距離角和目標(biāo)方位角。

參見圖2示出了本發(fā)明一種雷達(dá)模擬中天線方向性加權(quán)因子示意圖，圖3示出了本發(fā)明目標(biāo)坐標(biāo)系到天線坐標(biāo)系轉(zhuǎn)換示意圖。

假設(shè)雷達(dá)與目標(biāo)區(qū)域照射區(qū)域位置(即雷達(dá)對目標(biāo)區(qū)域的照射區(qū)域位置)關(guān)系示意圖如下圖2所示，其中，雷達(dá)和目標(biāo)q在目標(biāo)坐標(biāo)系中的坐標(biāo)為：雷達(dá)坐標(biāo)(xr,yr,zr)，目標(biāo)q坐標(biāo)(x0,y0,z0)，雷達(dá)波束指向θ俯仰角，β方位角，t為天線指向與目標(biāo)坐標(biāo)系的交點(diǎn)，并假設(shè)q點(diǎn)在距離面和方位面的的垂直投影分別為qr和qa，由坐標(biāo)旋轉(zhuǎn)矩陣得出距離角∠toqr和方位角∠toqa的計算公式如下：

距離角

方位角

s103：基于所述目標(biāo)距離角計算雷達(dá)天線在距離向的第一加權(quán)因子，基于所述目標(biāo)方位角計算雷達(dá)天線在方位向的第二加權(quán)因子。

具體為由角度在天線方向圖加權(quán)文件表格中查找得到對應(yīng)的索引號，進(jìn)而基于線性內(nèi)插法得出天線在距離向和方位向的加權(quán)因子。

具體的，在天線方向圖加權(quán)文件表格中查找與目標(biāo)距離角對應(yīng)的第一索引號，進(jìn)而基于線性內(nèi)插法對所述第一索引號進(jìn)行計算得出第一加權(quán)因子。

在天線方向圖加權(quán)文件表格中查找與目標(biāo)方位角對應(yīng)的第二索引號，進(jìn)而基于線性內(nèi)插法對第二索引號進(jìn)行計算得出第二加權(quán)因子。

s104：根據(jù)所述第一加權(quán)因子和所述第二加權(quán)因子計算所述雷達(dá)天線的方向性加權(quán)因子。

計算所述第一加權(quán)因子和所述第二加權(quán)因子的乘積，并將所述乘積作為所述雷達(dá)天線的方向性加權(quán)因子。

由以上實(shí)施例可知，該實(shí)施例公開了一種雷達(dá)模擬中天線方向性加權(quán)因子計算方法。首先基于雷達(dá)面目標(biāo)回波信號模擬結(jié)果建立目標(biāo)坐標(biāo)系和雷達(dá)天線坐標(biāo)系，根據(jù)目標(biāo)坐標(biāo)系轉(zhuǎn)換到雷達(dá)天線坐標(biāo)系的旋轉(zhuǎn)矩陣，計算目標(biāo)距離角和目標(biāo)方位角，從而確定雷達(dá)天線在距離向的第一加權(quán)因子和方位向的第二加權(quán)因子。進(jìn)一步，根據(jù)第一加權(quán)因子和第二加權(quán)因子計算所述雷達(dá)天線的加權(quán)因子。與現(xiàn)有技術(shù)相比，本發(fā)明可實(shí)現(xiàn)對雷達(dá)天線方向性加權(quán)因子的計算，因而提升了sar模擬器的仿真效果。

參見圖4示出了本發(fā)明另一個實(shí)施例公開的一種雷達(dá)模擬中天線方向性加權(quán)因子計算裝置的結(jié)構(gòu)示意圖。

由圖4可知，該裝置包括：坐標(biāo)系建立單元1、第一計算單元2、第二計算單元3和第三計算單元4。

具體的，坐標(biāo)系建立單元1，用于基于雷達(dá)面目標(biāo)回波信號模擬結(jié)果建立目標(biāo)坐標(biāo)系和雷達(dá)天線坐標(biāo)系。

第一計算單元2，用于根據(jù)所述目標(biāo)坐標(biāo)系轉(zhuǎn)換到所述雷達(dá)天線坐標(biāo)系的旋轉(zhuǎn)矩陣，計算目標(biāo)距離角和目標(biāo)方位角。

具體的，所述第一計算單元2包括：第一計算模塊21和第二計算模塊22。

其中，第一計算模塊21用于：

基于第一預(yù)設(shè)公式計算所述目標(biāo)距離角；

第二計算模塊22用于：

基于第二預(yù)設(shè)公式計算所述目標(biāo)方位角；

其中，所述∠toqr表示所述目標(biāo)距離角，所述∠toqa表示所述目標(biāo)方位角，雷達(dá)坐標(biāo)(xr,yr,zr)，目標(biāo)坐標(biāo)(x0,y0,z0)，雷達(dá)波束指向θ俯仰角，β方位角，t為天線指向與目標(biāo)坐標(biāo)系的交點(diǎn)，目標(biāo)在距離面和方位面的的垂直投影分別為qr和qa。

第二計算單元3，用于基于所述目標(biāo)距離角計算雷達(dá)天線在距離向的第一加權(quán)因子，基于所述目標(biāo)方位角計算雷達(dá)天線在方位向的第二加權(quán)因子。

具體的，第二計算單元包括：第三計算模塊31和第四計算模塊32。

所述第三計算模塊用于在天線方向圖加權(quán)文件表格中查找與所述目標(biāo)距離角對應(yīng)的第一索引號，進(jìn)而基于線性內(nèi)插法對所述第一索引號進(jìn)行計算得出第一加權(quán)因子；

第四計算模塊用于在天線方向圖加權(quán)文件表格中查找與所述目標(biāo)方位角對應(yīng)的第二索引號，進(jìn)而基于線性內(nèi)插法對所述第二索引號進(jìn)行計算得出第二加權(quán)因子。

第三計算單元4，用于根據(jù)所述第一加權(quán)因子和所述第二加權(quán)因子計算所述雷達(dá)天線的方向性加權(quán)因子。

具體為：計算所述第一加權(quán)因子和所述第二加權(quán)因子的乘積，并將所述乘積作為所述雷達(dá)天線的方向性加權(quán)因子。

最后，還需要說明的是，在本文中，諸如第一和第二等之類的關(guān)系術(shù)語僅僅用來將一個實(shí)體或者操作與另一個實(shí)體或操作區(qū)分開來，而不一定要求或者暗示這些實(shí)體或操作之間存在任何這種實(shí)際的關(guān)系或者順序。而且，術(shù)語“包括”、“包含”或者其任何其他變體意在涵蓋非排他性的包含，從而使得包括一系列要素的過程、方法、物品或者設(shè)備不僅包括那些要素，而且還包括沒有明確列出的其他要素，或者是還包括為這種過程、方法、物品或者設(shè)備所固有的要素。在沒有更多限制的情況下，由語句“包括一個……”限定的要素，并不排除在包括所述要素的過程、方法、物品或者設(shè)備中還存在另外的相同要素。

本說明書中各個實(shí)施例采用遞進(jìn)的方式描述，每個實(shí)施例重點(diǎn)說明的都是與其他實(shí)施例的不同之處，各個實(shí)施例之間相同相似部分互相參見即可。

對所公開的實(shí)施例的上述說明，使本領(lǐng)域?qū)I(yè)技術(shù)人員能夠?qū)崿F(xiàn)或使用本發(fā)明。對這些實(shí)施例的多種修改對本領(lǐng)域的專業(yè)技術(shù)人員來說將是顯而易見的，本文中所定義的一般原理可以在不脫離本發(fā)明的精神或范圍的情況下，在其它實(shí)施例中實(shí)現(xiàn)。因此，本發(fā)明將不會被限制于本文所示的這些實(shí)施例，而是要符合與本文所公開的原理和新穎特點(diǎn)相一致的最寬的范圍。