一种海杂波模拟方法、设备及介质与流程

本申请涉及雷达通信，尤其涉及一种海杂波模拟方法、设备及介质。

背景技术：

1、海杂波模拟方法主要分为统计分布模型和后向散射系数模型。统计模型假设回波幅度服从某种概率分布，如海杂波常见为对数-正态分布、威布尔和k分布等，通过设置概率分布的形状、尺度参数产生对应的随机数据，作为海杂波检波后的模拟数据。海杂波除了幅度满足某种分布外，一般数据之间会有一定的相关性，即为相关随机过程。建模海杂波为随机过程的方法，通常为球不变随机过程法(spherically invariant random process,sirp)和零记忆非线性变换法(ze-ro memory nonlinear,zmnl)。sirp关键就是要寻找出输入与输出序列相关函数间的复杂的非线性对应关系，而zmnl受所求的序列的自相关函数及阶数限制，同时此方法不易形成快速算法且计算量非常大。

2、机载雷达对海上目标进行探测时，往往面临强的海杂波环境。海杂波会在雷达信号处理后产生大量虚警，会严重影响雷达的探测和跟踪性能。由于海杂波特性受海况、波束入射角度、雷达极化方式等诸多因素影响，导致海杂波的建模变得极其复杂。

技术实现思路

1、为了解决上述问题，本申请提出了一种海杂波模拟方法，包括：通过雷达获取波束的照射方位和俯仰角，根据所述照射方位和所述俯仰角进行计算，以得到杂波区域；根据所述杂波区域进行剖分，以确定多个三角面元；确实所述雷达与所述多个三角面元相对的多个位置关系，以根据所述多个位置关系确定所述多个三角面元对应的多个入射角度；根据所述多个入射角度确定所述多个三角面元对应的后向散射系数，并根据所述后向散射系数确定所述多个三角面元对应的回波幅度；根据所述回波幅度确定传递函数，对所述传递函数进行卷积，以得到杂波信号。

2、在一个示例中，根据所述照射方位和所述俯仰角进行计算，以得到杂波区域，具体包括：确定天线照射的椭圆区域，并确定所述椭圆区域对应的地形信息，根据所述地形信息确定所述椭圆区域的区域属性；根据所述区域属性确定所述椭圆区域对应的外接矩形，以根据所述外接矩形确定所述杂波区域。

3、在一个示例中，根据所述后向散射系数确定所述多个三角面元对应的回波幅度，具体包括：对所述杂波区域进行三角剖分，以将所述杂波区域的平面对象分为多个三角面元；确定所述多个三角面元对应的参数，根据所述参数进行计算，以得到所述多个三角面元对应的面积；根据所述多个三角面元对应的面积和所述后向散射系数进行rcs计算，以确定所述回波幅度。

4、在一个示例中，根据所述多个入射角度确定所述多个三角面元对应的后向散射系数，具体包括：确定模型参数，所述模型参数包括但不限于频率、入射角、海况；对所述模型参数进行归一化处理，并根据处理后的所述模型参数确定后向散射系数模型，以根据所述后向散射系数模型确定所述后向散射系数。

5、在一个示例中，所述方法还包括：确定多个所述三角面元对应的多个质心，并确定所述多个质心的所述回波幅度，所述回波幅度的计算公式为：

6、

7、其中，为雷达发射功率，和分别为发射天线与接收天线增益，为雷达工作波长，为第i个三角面元的归一化散射系数，为第i个三角面元的面积，为雷达到三角面元质心的距离，，，，为第n个三角面元质心在天线坐标系下的坐标，为雷达系统损耗。

8、在一个示例中，根据所述回波幅度确定传递函数，具体包括：对所述多个质心的多个距离单元索引进行计算，其计算公式为：

9、

10、其中，为光速，为采样率，代表下取整函数；确定所述多个距离单元索引之中的相同项，并对所述相同项对应的质心进行累加求和，以得到所述传递函数。

11、在一个示例中，所述方法还包括：确定所述雷达的发射信号，其表达式为：

12、

13、其中，为时间，为载波频率，为线性调频变化率；b为信号带宽；t为脉冲宽度；为矩形信号，，为信号复包络，为初始相位。

14、在一个示例中，所述方法还包括：对所述发射信号和所述传递函数进行卷积，以得到所述杂波信号。

15、另一方面，本申请还提出了一种海杂波模拟设备，包括：至少一个处理器；以及，与所述至少一个处理器通信连接的存储器；其中，所述存储器存储有可被所述至少一个处理器执行的指令，所述指令被所述至少一个处理器执行，以使所述一种海杂波模拟设备能够执行：通过雷达获取波束的照射方位和俯仰角，根据所述照射方位和所述俯仰角进行计算，以得到杂波区域；根据所述杂波区域进行剖分，以确定多个三角面元；确实所述雷达与所述多个三角面元相对的多个位置关系，以根据所述多个位置关系确定所述多个三角面元对应的多个入射角度；根据所述多个入射角度确定所述多个三角面元对应的后向散射系数，并根据所述后向散射系数确定所述多个三角面元对应的回波幅度；根据所述回波幅度确定传递函数，对所述传递函数进行卷积，以得到杂波信号。

16、另一方面，本申请还提出了一种非易失性计算机存储介质，存储有计算机可执行指令，所述计算机可执行指令设置为：通过雷达获取波束的照射方位和俯仰角，根据所述照射方位和所述俯仰角进行计算，以得到杂波区域；根据所述杂波区域进行剖分，以确定多个三角面元；确实所述雷达与所述多个三角面元相对的多个位置关系，以根据所述多个位置关系确定所述多个三角面元对应的多个入射角度；根据所述多个入射角度确定所述多个三角面元对应的后向散射系数，并根据所述后向散射系数确定所述多个三角面元对应的回波幅度；根据所述回波幅度确定传递函数，对所述传递函数进行卷积，以得到杂波信号。

17、本申请通过精确计算雷达波束的照射方位和俯仰角来确定杂波区域，并依据地形信息细化杂波特性，提高了模拟的准确性和真实性。本申请采用三角面元剖分技术，能够细致刻画杂波区域的几何特征，使得后向散射系数的计算更加精确，进而提升了回波幅度的预测精度。此外，通过归一化处理模型参数并应用后向散射系数模型，有效降低了环境参数变化对模拟结果的影响，增强了方法的适应性和稳定性。同时，本申请还提供了详细的回波幅度计算公式和传递函数确定步骤，便于实现和验证，确保了模拟结果的可重复性和可靠性。最后，结合线性调频信号的引入，使得模拟的杂波信号更加接近实际雷达探测中的复杂环境，为雷达系统性能评估和目标检测算法验证提供了有力支持。综上所述，本申请在提升海杂波模拟精度、增强适应性和稳定性方面表现出色，具有重要的应用价值。

技术特征：

1.一种海杂波模拟方法，其特征在于，包括：

2.根据权利要求1所述的方法，其特征在于，根据所述照射方位和所述俯仰角进行计算，以得到杂波区域，具体包括：

3.根据权利要求1所述的方法，其特征在于，根据所述后向散射系数确定所述多个三角面元对应的回波幅度，具体包括：

4.根据权利要求1所述的方法，其特征在于，根据所述多个入射角度确定所述多个三角面元对应的后向散射系数，具体包括：

5.根据权利要求1所述的方法，其特征在于，所述方法还包括：

6.根据权利要求5所述的方法，其特征在于，根据所述回波幅度确定传递函数，具体包括：

7.根据权利要求1所述的方法，其特征在于，所述方法还包括：

8.根据权利要求7所述的方法，其特征在于，所述方法还包括：

9.一种海杂波模拟设备，其特征在于，包括：

10.一种非易失性计算机存储介质，存储有计算机可执行指令，其特征在于，所述计算机可执行指令设置为：

技术总结本申请公开了一种海杂波模拟方法、设备及介质，方法包括：通过雷达获取波束的照射方位和俯仰角，根据照射方位和俯仰角进行计算，以得到杂波区域；根据杂波区域进行剖分，以确定多个三角面元；确实雷达与多个三角面元相对的多个位置关系，以根据多个位置关系确定多个三角面元对应的多个入射角度；根据多个入射角度确定多个三角面元对应的后向散射系数，并根据后向散射系数确定多个三角面元对应的回波幅度；根据回波幅度确定传递函数，对传递函数进行卷积，以得到杂波信号。本申请通过精确计算雷达波束的照射方位和俯仰角来确定杂波区域，并依据地形信息细化杂波特性，提高了模拟的准确性和真实性。技术研发人员：刘红超,王涛,朱剑平受保护的技术使用者：北京中科睿信科技有限公司技术研发日：技术公布日：2024/11/18