(19)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 202210624950.6 (22)申请日 2022.06.02 (71)申请人 北京理工大 学 地址 100081 北京市海淀区中关村南大街5 号 (72)发明人 郭琨毅　张尊　牟媛　盛新庆　 (74)专利代理 机构 北京正阳理工知识产权代理 事务所(普通 合伙) 11639 专利代理师 张利萍 (51)Int.Cl. G06F 30/23(2020.01) G01S 13/90(2006.01) G06F 111/08(2020.01) G06F 111/10(2020.01) (54)发明名称 一种基于非均匀网格模型的复合目标散射 半解析快速计算方法 (57)摘要 本发明公开了一种基于非均匀网格划分和 PO‑EEC‑IEM‑ASC‑FPM方法的复合目标散射快速 计算方法： 对于目标和粗糙面进行大网格剖分， 利用PO‑EEC和IEM ‑ASC求解； 对于具有耦合效应 的目标网格则进行加密， 利用FPM求解， 最大化减 小了模型的未知数； 同时， 在 进行耦合求解时， 采 用只计算一个加密耦合型面元的耦合散射幅度， 解析得到所有耦合幅度， 减少了重复计算的次 数， 显著提高复合场景散射总场的计算效率。 权利要求书2页 说明书10页 附图5页 CN 115169170 A 2022.10.11 CN 115169170 A 1.一种基于非均匀网格模型的复合目标散射半解析快速计算方法， 其特征在于， 包括 以下步骤： 获取或构建独立目标网格模型， 及粗 糙背景地形网格模型； 判断目标网格边 缘结构； 利用混合物理光学法和等效电流法建立独立目标的散射回波； 利用基于积分方程法的面元模型建立 粗糙背景地形的回波； 对目标网格中的耦合 区网格进行均匀加密， 使用半解析四路径模型对目标和背景之间 的多次散射进行计算； 将所述独立目标的散射回波， 粗糙背景地形的回波， 以及目标和背景之间的多次散射 进行求和， 获得复合目标的散射场。 2.如权利要求1所述的计算方法， 其特征在于， 所述确定目标网格边缘结构的步骤， 具 体方法包括： 读取目标网格文件， 确定所有网格所对应的顶点 坐标； 求解每一个网格的每一个边 缘向量， 利用边 缘向量求解网格外法向矢量； 遍历寻找所有具有两个相同网格顶点编号的网格， 定义 为相邻网格； 求解每组相邻网格外法向矢量的夹角， 夹角满足一定条件的判定为边缘结构， 获取该 网格边缘端点和两侧面元的外法向量。 3.如权利要求2所述的计算方法， 其特征在于， 所述利用混合物 理光学法和等效电流法 建立独立目标的散射回波的步骤， 具体方法包括： 剖分为网格模型的独立目标散射 回波， 等效为所有 网格面散射分量和所有边缘结构产 生的绕射分量叠加而成： 其中， 为独立目标散射 回波， 为第i个网格的面散射场， 为第j条边缘的绕 射场， I和J分别表示 为网格个数和边 缘个数； 采用简化后的PO围线积分公式计算 面散射分量： 其中， 表示网格外法向量； 表示为单位接收方向； T为 在平板平面上的投 影长度， M为平板边缘总数， 是源点的位置矢量， 表示平板第m个边的长度和方向， 为平板上与 垂直的单位方向； 利用EEC计算边缘结构的绕射分量： 其中， 为边缘的方向矢量， η0为自由空间阻抗， 和 分别代表垂直和水平极化方向， 权　利　要　求　书 1/2 页 2 CN 115169170 A 2和 分别为边缘的起点和终点， 为边的中点， IPTD和MPTD分别为边缘的绕射电流 和绕射磁流。 4.如权利要求1所述的计算方法， 其特征在于， 所述利用基于积分方程法的面元模型建 立粗糙背景地形的回波， 具体方法包括： 将粗糙面以成像分辨率为尺寸剖分为电大网格， 每个网格可视为点散射中心， 每个散 射中心的幅度由积分方程法模型法批量 求解： 其中， 为粗糙面散射场， N为粗糙面元个数， k为波数， rn为电大网格的位置矢量， r ′ 为入射波矢量， exp(j ψ )为随机相位修正项， 当网格为电大尺 寸网格时需要加入， ψ 的范围为 [0:2 π ]， An为电大网格散射场的振幅。 5.如权利要求2所述的计算方法， 其特征在于， 所述对目标网格中的耦合 区网格进行均 匀加密的步骤， 具体包括： 求解入射法矢在xy平面中的投影， 并逐一求解与网格外法向量的夹角， 当夹角为0时， 判定该网格为耦合区网格， 其与背景散射回波存在耦合； 根据所提取网格的顶点 坐标， 对存在耦合的电大网格进行均匀 加密。 6.如权利要求2所述的计算方法， 其特征在于， 所述使用半解析四路径模型对目标和背 景之间的多次散射进行计算的步骤， 具体包括： 根据耦合区网格的坐标判断是否共面， 根据是否共面将耦合区网格分集； 利用四路径模型求 解每一网格集中一个网格的耦合散射场 则该网格集的耦合散射场为： 其中， 为该网格集中所有网格 的幅度， φi为第i个网格的相位； 将所有网格集的耦合散射场叠加得到总体的耦合散射场， 即目标和背景之间的多次散 射。 7.如权利要求1 ‑6中任一所述的计算方法， 还 包括模型 校验的步骤， 具体包括： 将所述复合目标的散射场与全波数据相互验证， 当RCS均值误差小于3dB时， 散射模型 成立； 当RCS均值 误差大于 3dB， 重新进行目标边 缘结构确定和各散射分量 求解。 8.如权利要求7所述的计算方法， 还包括根据所述复合散射回波数据， 计算SAR或ISAR 图像的步骤。 9.如权利要求1所述的计算方法， 还包括根据独立目标网格模型， 及粗糙背景地形网格 模型， 生成复合目标的电大网格模型的步骤。权　利　要　求　书 2/2 页 3 CN 115169170 A 3