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申请/专利权人：山东科技大学

摘要：本发明属于雷达探测技术领域，具体公开一种用于探测无人机目标的雷达信噪比计算方法。用于解决现有雷达散射截面积无法准确反映雷达散射截面积与无人机飞行姿态变化之间的关系的问题。包括：采用六自由度方程和比例积分微分控制对目标无人机进行仿真建模。获取目标无人机全空域静态条件下的雷达散射截面积。获取目标无人机动姿态变化，求得雷达视线在目标无人机的机体坐标系中随时间变化的方位角和俯仰角，进而得到目标无人机在不同姿态变化下的雷达散射截面积。获得目标无人机在不同距离处的信噪比数值。采用不同的恒虚警概率检测方法，得到在不同信噪比情况下目标无人机的探测情况。本发明提高了雷达信噪比计算精度。

主权项：1.一种用于探测无人机目标的雷达信噪比计算方法，其特征在于，包括以下步骤：S1、采用六自由度方程和比例积分微分控制对目标无人机的运动和控制进行仿真建模；S2、获取目标无人机全空域静态条件下的RCS数据；步骤S2中，获取目标无人机全空域静态条件下的RCS数据的方法为：B1、对目标无人机进行三维建模，将目标无人机的三维模型导入电磁仿真软件中，通过将目标无人机的几何模型划分为多个三角形单元，将目标无人机的三维模型转化为有限元网格，所有的三角形单元构成了整个三维模型的离散化表示；B2、定义雷达波工作频率为，材料厚度为，激励设置为平面波，采用水平线极化，雷达扫描的方位角范围假设为，扫描的俯仰角范围假设为，扫描间隔假设为；B3、采用改进高精度电磁场数值计算矩量法计算目标无人机全空域静态条件下的RCS数据；电磁场积分方程的算子形式表示为，式中是线性算子，是待求解的函数，是算子方程的激励；然后，通过一组已知的线性无关的基函数对待求解的函数展开，，其中为已知的线性无关的基函数，为待求解系数；得到，通过内积生成个方程求解方程组，得到，，式中，为权函数；由此将电磁场积分方程离散成矩阵方程，其中表示阻抗矩阵，为待求解向量，为激励向量；在得到矩阵方程后，为了得到给定频带内任一频率点的电流分布，假设电磁场的频率范围为，波束范围为，令，，，，，若是的个零点，则，，，则目标表面电流为，其中，式中，其系数分别为和，，由此计算得到整个频带内的表面电流解，利用目标无人机的表面电流分布，通过数值积分或电磁仿真软件计算目标无人机的散射场，此时目标无人机的RCS为，其中为散射电场，为入射电场；S3、获取目标无人机动姿态变化，求得雷达视线在目标无人机的机体坐标系中随时间变化的方位角和俯仰角，根据所述方位角和俯仰角，得到目标无人机在不同姿态变化下的动态RCS数据；在步骤S3中，设雷达坐标系中任意一点的坐标为，所述点在机体坐标系中的坐标为，目标无人机当前位置在雷达坐标系中的坐标为，则从雷达坐标系到目标无人机的机体坐标系的变化过程为，其中，，，其中为目标无人机当前位置的滚转角，为目标无人机当前位置的俯仰角，为目标无人机当前位置的偏航角；然后将变换的直角坐标系转化为极坐标的形式，即，其中，从而得到雷达视线在目标无人机的机体坐标系中随时间变化的方位角和俯仰角；S4、根据目标无人机的回波信号的信噪比公式得到目标无人机在不同距离处的信噪比数值；S5、针对不同背景环境选择不同的恒虚警检测器，由于在不同距离段的杂波平均功率是不同的，因此为了保证虚警概率恒定，需要估算杂波平均功率，然后根据杂波平均功率设置检测门限；均匀环境前后参考单元且前后参考单元均值相同时，选择均值类恒虚警检测器；当参考距离单元内存在一个强干扰目标时，采用最小选择恒虚警检测器将左右参考距离单元的杂波平均功率单独计算，并取其中较小的估算值作为待检测距离单元杂波平均功率计算检测门限；当杂波不均匀时，采用最大选择恒虚警检测器，将左右参考单元的杂波平均功率单独计算，并取其中较大的估算值作为待检测距离单元杂波平均功率计算检测门限；当参考单元内存在多个强干扰目标时，采用统计有序恒虚警检测器，将各参考距离单元回波功率进行排序，选取中间某个值作为待检测距离单元杂波平均功率计算门限；通过采用不同的恒虚警概率检测方法，得到在不同信噪比情况下目标无人机的探测情况。

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百度查询： 山东科技大学 用于探测无人机目标的雷达信噪比计算方法