基于GRECO的復(fù)雜目標(biāo)ISAR圖像仿真

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摘 要：提出一種與圖形電磁計(jì)算方法相結(jié)合的ISAR圖像實(shí)時(shí)仿真方法。利用圖形電磁計(jì)算（GRECO）方法得到運(yùn)動(dòng)目標(biāo)的電磁散射數(shù)據(jù)，通過(guò)發(fā)射線性調(diào)頻信號(hào)得到運(yùn)動(dòng)目標(biāo)的雷達(dá)回波， 并對(duì)仿真回波進(jìn)行ISAR成像處理。與傳統(tǒng)采用點(diǎn)目標(biāo)仿真不同，該文是對(duì)實(shí)際三維目標(biāo)直接仿真成像，更加接近實(shí)際，更加適合應(yīng)用與成像效果分析、算法改進(jìn)和抗干擾方面的研究。對(duì)于目標(biāo)表面散射場(chǎng)的分析，是基于高頻預(yù)估理論：采用物理光學(xué)（PO）法與物理繞射理論（PTD）來(lái)進(jìn)行計(jì)算。從對(duì)復(fù)雜目標(biāo)的仿真結(jié)果來(lái)看，該方法是準(zhǔn)確有效且具有實(shí)時(shí)性的。

關(guān)鍵詞：ISAR； 圖形電磁計(jì)算； 物理光學(xué)法； 物理繞射理論

0 引 言

雷達(dá)成像技術(shù)作為一種利用微波成像的遙測(cè)手段，在軍用和許多民用領(lǐng)域具有極大的作用。在實(shí)現(xiàn)復(fù)雜目標(biāo)雷達(dá)成像的過(guò)程中，如果能夠準(zhǔn)確地獲取目標(biāo)體散射場(chǎng)信息，就能更好地還原目標(biāo)的真實(shí)圖像。圖形電磁計(jì)算（GRECO）是用高頻近似分析電大尺寸復(fù)雜目標(biāo)RCS最有效的方法之一，它具有存儲(chǔ)量小、運(yùn)算速度快、實(shí)時(shí)性好的特點(diǎn)，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?qū)θS實(shí)體模型進(jìn)行仿真，使得仿真具有通用性，成像結(jié)果更有實(shí)際意義。運(yùn)用GRECO方法求解電大尺寸目標(biāo)RCS的另一個(gè)好處在于，可以利用圖形處理器（GPU）高速并行處理浮點(diǎn)運(yùn)算的特點(diǎn)，在GPU上完成絕大部分的仿真計(jì)算工作，極大的縮短了仿真時(shí)間。將GRECO與物理光學(xué)法（PO）、物理繞射理論（PTD）相結(jié)合對(duì)目標(biāo)散射場(chǎng)進(jìn)行分析，能夠更準(zhǔn)確的反映目標(biāo)表面散射場(chǎng)的分布情況。

本文利用GRECO計(jì)算電大尺寸目標(biāo)RCS，再對(duì)回波信號(hào)進(jìn)行仿真，并給出了計(jì)算原理、仿真過(guò)程以及仿真結(jié)果。

1 雷達(dá)散射截面的求解

使用圖像電磁學(xué)方法計(jì)算雷達(dá)散射截面主要包括幾何建模、目標(biāo)模型的顯示與信息獲取、復(fù)雜目標(biāo)電磁散射場(chǎng)求解三個(gè)步驟，如圖1所示。