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。
6.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;
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k为玻尔兹曼常熟,设定为1.38×10 J/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。