基于GRECO的復雜目標ISAR圖像仿真

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摘 要：提出一種與圖形電磁計算方法相結合的ISAR圖像實時仿真方法。利用圖形電磁計算（GRECO）方法得到運動目標的電磁散射數據，通過發射線性調頻信號得到運動目標的雷達回波， 并對仿真回波進行ISAR成像處理。與傳統采用點目標仿真不同，該文是對實際三維目標直接仿真成像，更加接近實際，更加適合應用與成像效果分析、算法改進和抗干擾方面的研究。對于目標表面散射場的分析，是基于高頻預估理論：采用物理光學（PO）法與物理繞射理論（PTD）來進行計算。從對復雜目標的仿真結果來看，該方法是準確有效且具有實時性的。

關鍵詞：ISAR； 圖形電磁計算； 物理光學法； 物理繞射理論

0 引 言

雷達成像技術作為一種利用微波成像的遙測手段，在軍用和許多民用領域具有極大的作用。在實現復雜目標雷達成像的過程中，如果能夠準確地獲取目標體散射場信息，就能更好地還原目標的真實圖像。圖形電磁計算（GRECO）是用高頻近似分析電大尺寸復雜目標RCS最有效的方法之一，它具有存儲量小、運算速度快、實時性好的特點，因而能迅速地為ISAR成像提供所需的回波信息。

基于GRECO的ISAR成像，能夠對三維實體模型進行仿真，使得仿真具有通用性，成像結果更有實際意義。運用GRECO方法求解電大尺寸目標RCS的另一個好處在于，可以利用圖形處理器（GPU）高速并行處理浮點運算的特點，在GPU上完成絕大部分的仿真計算工作，極大的縮短了仿真時間。將GRECO與物理光學法（PO）、物理繞射理論（PTD）相結合對目標散射場進行分析，能夠更準確的反映目標表面散射場的分布情況。

本文利用GRECO計算電大尺寸目標RCS，再對回波信號進行仿真，并給出了計算原理、仿真過程以及仿真結果。

1 雷達散射截面的求解

使用圖像電磁學方法計算雷達散射截面主要包括幾何建模、目標模型的顯示與信息獲取、復雜目標電磁散射場求解三個步驟，如圖1所示。