(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 (43)申请公布日 (21)申请 号 202111599078.6 (22)申请日 2021.12.24 (71)申请人 西南交通大 学 地址 610031 四川省成 都市二环路北一段 111号 (72)发明人 冯菊　廖成　余洪鑫　 (74)专利代理 机构 成都华飞知识产权代理事务 所(普通合伙) 51281 代理人 叶任海 (51)Int.Cl. G01S 7/40(2006.01) G06F 30/20(2020.01) (54)发明名称 一种区域性非均匀蒸发波导下的雷达探测 威力预测方法 (57)摘要 本发明涉及一种区域性非均匀蒸发波导下 的雷达探测威力预测方法， 通过 获取雷达天线地 理位置信息及海拔高度， 根据模拟精度要求建立 以雷达位置为中心的柱坐标系统， 设定方位向步 进； 采用线性插值的方式对计算区域内大气折射 指数剖面数据进行蒸发波导建模； 采用二维前 向、 后向抛物方程模型步进求解每个方位向切片 上的雷达与目标间的双程电波传播损耗； 根据改 进的雷达方程模 型找出雷达的有效探测区域， 得 到雷达预测威力图。 本发明由于采用前向、 后向 抛物方程对 雷达波的传播进行模 型仿真， 可以直 接考虑传播环境对前向雷达波和后 向目标回波 的影响， 电波的非互易性的影响， 避免了在区域 非均匀性蒸发波导情况下电波非互易性对雷达 探测性能带来的预测误差 。 权利要求书2页 说明书6页 附图3页 CN 114325613 A 2022.04.12 CN 114325613 A 1.一种区域性非均匀蒸发波导下的雷达探测威力预测方法， 其特征在于， 包括以下步 骤： S1， 在目标预测区域内以雷达天线位置为中心建立柱坐标系， 具体为， 获取雷达天线所 在位置的经纬度及海拔高度， 以所在经纬度为中心建立柱 坐标系(R, θ,Z)， θ为方位向θ， Z为 高度向， R为水平距离向； 根据模拟精度要求设定柱坐标的方位向θ、 高度向Z和水平距离向R 的抽样间隔(Δr,Δθ,Δz)， 根据需要预测区域范围设定方位 向θ、 高度向Z和水平距离向R 的观察范围(r1,r2； θ1, θ2； z1,z2)； S2， 对目标 预测区域采用大气折 射指数剖面数据进行蒸发波导电磁建模； S3， 采用二维前向、 后向抛物方程模型步进求解每个方位向切片上的雷达与目标间的 双程电波传播损耗 Ltw； S4， 根据改进的雷达方程模型， Ltw(r, θ,z)≤Lmax 式中， Lmax代表雷达可探测的最大损耗 值， 带入雷达的具体工作参数及步骤S3得到的双程电波传播损耗Ltw空间分布， 即可确定能 够被雷达有效探测到的各网格点， 各有效 网格点的集 合所覆盖范围则是 雷达威力范围。 2.根据权利要求1所述的一种区域性非均匀蒸发波导下的雷达探测威力预测方法， 其 特征在于， 在步骤S1中， θ ＝0 °指向正东， 逆时针旋转 为方位角正方向。 3.根据权利要求1所述的一种区域性非均匀蒸发波导下的雷达探测威力预测方法， 其 特征在于， 在步骤S2中， 先采用步骤S1中网格范围(r1,r2； θ1, θ2)对大气折射指数剖面数据 进行覆盖， 得到网格范围内所有M剖面数据； 然后对得到的所有M剖面数据进 行插值， 得到包 含各水平和方位向网格节点处M剖面的区域非均匀蒸发波导模型。 4.根据权利要求1所述的一种区域性非均匀蒸发波导下的雷达探测威力预测方法， 其 特征在于， 在步骤S3中， 先根据步骤S1中网格间隔设定， 分别在每个方位向切片(R,Z)上采 用二维抛物方程模型中的前向传播模型求解雷达到需要预测的区域内各网格节点处目标 (r,z)的前向传播损耗 Lf； 然后以二维抛物方程中的后向传播模型求解需要预测的区域内各网格节点处目标(r, z)到雷达天线位置处的后向传播损耗 Lb， 得到雷达与目标间的双程电波传播损耗 Ltw， Ltw＝Lf+Lb。 5.根据权利要求1所述的一种区域性非均匀蒸发波导下的雷达探测威力预测方法， 其 特征在于， 在步骤S3中， 以步骤S1中目标预测区域网格划分为基础， 设定每个方位向切片 (R,Z)上前向、 后向抛物方程模型计算域为(r1,r2； z1,z2)， 将雷达天线工作参数导入前向、 后向抛物方程模 型， 迭代求解得到发射天线At至观察域网格各节 点处目标{r,z|r1≤r≤r2, z1≤z≤z2}的单程电波传播损耗 Lf， 并记录； 以二维前向、 后向抛物方程中的后向传播模型对目标{r,z|r1≤r≤r2,z1≤z≤z2}至发 射天线处的传播过程进行模拟， 其中假定目标为点 目标， 所以后向传播模型 的源为全向的 点源方向图， 其余参数与前向传播模型一致， 迭代求解每一观察域网格节点处目标至发射 天线At处的单程电波传播损耗 Lb， 并记录； 得到雷达与目标间的双程电波传播损耗 Ltw, Ltw＝Lf+Lb。权　利　要　求　书 1/2 页 2 CN 114325613 A 26.根据权利要求1所述的一种区域性非均匀蒸发波导下的雷达探测威力预测方法， 其 特征在于， 在步骤S4中， Lmax表示为， 式中， Pt为雷达发射功率； G为发射天线增益； λ为工作波长； σ 为目标的雷达 散射截面积； F为方向图传播因子； k为玻尔兹曼常熟， 设定为1.38 ×10‑23J/K； TO为接收机有效温度； B为雷达带宽； Fn为接收机噪声系数； Ls为雷达系统损耗； (SNR)min为雷达探测门限， 即可探测到目标的最小输出信噪比。权　利　要　求　书 2/2 页 3 CN 114325613 A 3