电磁辐射源运动特性等效模拟方法.pdf

(19)中华人民共和国国家知识产权局(12)发明专利申请(10)申请公布号CN109342829A(43)申请公布日2019.02.15(21)申请号201811168409.9(22)申请日2018.10.08(71)申请人中国人民解放军国防科技大学地址410073湖南省长沙市开福区德雅路109号(72)发明人艾小锋徐志明赵锋刘晓斌刘源吴其华徐振海(74)专利代理机构北京慧泉知识产权代理有限公司11232代理人李娜(51)Int.Cl.G01R29/08(2006.01)权利要求书5页说明书7页附图4页(54)发明名称电磁辐射源运动特性等效模拟方法(57)摘要一种电磁辐射源运动特性等效模拟方法，包括如下步骤：1、根据电磁辐射源运动范围确定布站方式；2、根据电磁辐射源运动轨迹的方位参数确定点源阵列的工作域；3、控制角域中电磁辐射源方位参数的等效构建；4、控制角域中电磁辐射源距离参数的等效构建。本发明通过利用等效模拟电磁辐射源运动特性的方法，使得对雷达、干扰机等电子对抗的装备研究、评估、对抗试验更加高效，准确。避免了利用飞机悬挂吊舱这种高成本的试验方式，节约大量人力，物力和财力。利用交叉布站的点源布站方法，避免了控制盲区，使得等效的目标回波方向可以在360°范围变化。使得对多个电磁辐射源性能的评估可以并行地执行，提高了试验效率，节省了试验时间，缩短了试验周期。CN109342829ACN109342829A权利要求书1/5页1.一种电磁辐射源运动特性等效模拟方法，其特征在于，包括如下步骤：第一步，根据电磁辐射源运动范围确定布站方式利用“交叉布站”的方式实现大范围传播方向的有效控制；“交叉布站”即为：所有点源等间隔的分布在半径R的圆上，考虑远场条件，该半径应满足公式(1)；接收机位于圆心；为了避免控制盲区，分布在圆上的所有点源每一时刻只能有两个点源工作，且两个点源不能相邻；其中，D为点源天线的有效孔径，λ为发射信号载波的波长；第二步，根据电磁辐射源运动轨迹的方位参数确定点源阵列的工作域点源阵列的工作域即为：某两个点源所能等效构建的电磁辐射源方位角范围；由于电磁辐射源运动轨迹横跨几个工作域，因此要确定每一时刻电磁辐射源所处的工作域；将每个工作域对应的方位角范围、工作的点源编号记录下来建立“工作域-工作点源对应表”；当给定任意时刻电磁辐射源方位角参数时，通过该表确定该电磁辐射源位于哪个工作域以及需要工作的点源编号；第三步，控制角域中电磁辐射源方位参数的等效构建由于用于“电子战”的大部分电磁辐射源都工作在X波段及频率高于X波段的频段，因此采用相位梯度法来分析合成指定传播方向电磁波的过程；N个点源辐射的电磁波在空间相互干涉，接收站处的总电场用式(2)表示式中，E为合成电磁波的电场，Ei表示第i个点源辐射到空间中某点的幅度；表示第i个点源辐射到空间中某点的相位；j为虚数单位；合成电磁波的幅度和相位为：式中abs(E)代表合成电磁波的幅度，angle(E)代表合成电磁波的相位；Ei,Ek分别表示第i,k个点源辐射到空间中某点的幅度，分别表示第i,k个点源辐射到空间中某点的相位；θ(R0,α0,β0)表示合成电磁波的相位是接收机所在位置的函数，其中[R0,α0,β0]表示接收机所在位置在球坐标系下的坐标；2CN109342829A权利要求书2/5页其中，表示第i点源的初始相位，[ri,αi,βi]表示第i个点源在球坐标系下的坐标，[R0,α0,β0]表示观察点处在球坐标系下的坐标，Ri为第i点源到观察点处的距离；由于空间中某点电磁波的传播方向为该点合成信号相位的梯度，所以空间中任意一点的传播方向为公式(6)中，为了简化运算，中间变量A，Lik，Bi分别代表以下公式：根据球坐标系与直角坐标系的转换公式(7)，得到直角坐标系下任意一点处合成电磁波传播方向的数学公式其中，R0，β0，α0为球坐标系的三个单位矢量；x，y，为直角坐标系的三个单位矢量；第四步，控制角域中电磁辐射源距离参数的等效构建电磁辐射源的距离参数由电磁波在自由空间中的传播时间决定，通过控制点源发射信号的传播时延来实现；如果要构建的距离参数为γ，那么点源发射信号的时延τ为：公式(8)中c＝3×108m/s。2.根据权利要求1所述的电磁辐射源运动特性等效模拟方法，其特征在于：采用布站的点源个数为5，那么一共存在5个工作域，每个工作域对应的方位角范围为72°；5个点源便实现360°全方位的电磁波的合成。3.根据权利要求1所述的电磁辐射源运动特性等效模拟方法，其特征在于：X波段的范3CN109342829A权利要求书3/5页围是8-12GHz。4.根据权利要求1或2所述的电磁辐射源运动特性等效模拟方法，其特征在于：由于在试验中，点源和接收机的位置是固定的，所以合成给定方位参数的电磁波控制的变