基于完备对数正态分布模型的隐形飞行器动态RCS统计特性研究

在运动过程中,飞行器的RCS通常随时间或雷达波入射角随机变化,呈现不规律的特性。采用统计量或统计模型研究目标RCS的变化就变得十分必要。已有文献的研究对象多为传统飞行器,对于隐形飞行器的研究较少。该文选择了一种典型隐形飞行器作为研究目标,采用物理光学方法和物理绕射理论相结合的方法计算了其在不同飞行姿态下的RCS,并采用斯怀林Ⅰ型、Ⅲ型分布、卡方分布和对数正态分布模型对计算得到的RCS的统计特性进行了研究。针对隐形目标的RCS数据的平均中值比会出现小于1的情况,文中提出了对数正态分布的完备情况。根据统计模型误差和拟合优度检验结果,对数正态分布对于研究目标的RCS分布拟合效果较好。     

飞机目标动态RCS分布特性研究

分析了某小型飞机S波段不同视向的RCS分布特性,分别应用卡方分布和对数正态分布对该目标RCS的分布特征进行拟合,并对分布模型的拟合优度进行了检验。结果表明:在显著性水平为0.01时,该目标在前侧向和后侧向的动态RCS服从卡方分布,而在正侧向服从对数正态分布。     

水面舰船RCS统计模型分析

外场动态测量水面舰船的雷达截面(RCS)是获取其电磁散射特性的一种重要手段.由于受水面舰船航行时姿态变化及测量环境等影响,RCS的起伏是随机的,不规律的.首先分析了离散数据统计方法,针对某型民船的外场实测RCS数据建立了统计模型,并对其进行拟合分析,得到了其RCS起伏的统计分布规律.     

基于动态RCS的典型飞机目标识别

工程上常用静态雷达散射截面（RCS）统计特性进行目标识别,但其可分测度小,正确识别率较低。文中在精确获取目标动态RCS序列的基础上,提出了一种基于离散小波能量的特征提取方法,对典型飞机目标进行分类识别。首先,根据空气动力学和运动学方程设定五种典型飞机目标的飞行航迹并解算其实时飞行坐标,从而获取时变的雷达视线姿态角;其次,应用多层快速多极子电磁计算方法仿真各型目标的动态RCS数据;然后,再基于动态RCS序列,计算其位置、分布等统计特征,并进行小波分解和重构,提取各型目标的统计特征和小波能量特征;最后,采用基于距离的类间距离判据,比较两种特征量的分类识别效果。仿真计算结果表明：相对传统的统计特征,离散小波能量特征能完整地体现目标的特征,且可分性测度更大,识别效果更为理想。     

隐身目标雷达散射截面最优分布模型选择

隐身目标严重削弱雷达探测威力,研究其雷达散射截面(Radar Cross Section,RCS)分布特性有助于评估雷达对隐身目标的检测性能,这是开展反隐身技术研究的基础.文中以F-117A为例,提出一套完整的选择隐身目标RCS最优分布模型的方法,该方法由获取RCS数据,分布特性拟合,拟合优度检验三部分组成.分别采用x2分布、对数正态分布、赖斯分布和非参数法模型拟合F-117A全向RCS数据,并进行x2拟合优度检验.结果表明该方法具有可行性,并可扩展用于研究其他型号的隐身目标.     

飞机目标动态RCS仿真技术研究

针对飞行器目标在实际飞行过程中由于飞行姿态变化对目标电磁散射截面（radar cross section，RCS）的影响，提出了一种新的动态目标电磁散射建模方法.首先，对飞行器目标精确建模问题，提出了利用激光扫描方法对真实目标进行外形扫描，再通过逆向重构技术得到目标精确几何外形；然后利用实际飞行过程中测试数据，将获取的目标相对于雷达视向角信息代入仿真程序中，使用一体化电磁散射计算软件对一定航路上运动目标进行仿真计算，消除飞行姿态扰动对仿真数据的影响，使动态目标电磁散射建模更加符合实际飞行情况.仿真结果表明，本文方法可快速、准确获取飞机目标动态RCS仿真结果，具有很好的工程应用价值.     

动态雷达目标仿真中目标姿态角的计算

为了对动态雷达目标建立合适的数学模型,逼真地复现目标的运动特性和回波特性,从而实现动目标仿真,提出了利用野外真实试验中实际测得的目标RCS数据建立动目标仿真模型,实现动态雷达目标仿真的一种新方法.文章首先探讨了采用该方法对动态雷达目标RCS仿真的具体步骤,然后对实现仿真的一项关键技术--运动目标姿态角的求解进行了公式推导,并列举了应用实例,为进行良好的动态雷达目标仿真提出了一个新思路.要实现仿真还需要做许多工作,如对动态目标RCS起伏规律进行分析,计算统计参数,应用常见RCS起伏模型对目标动态RCS统计分布进行拟合等.     

动态雷达目标RCS的统计分析

对于飞机等复杂目标,外场飞行动态测量是获取目标电磁散射特性数据的一个必要手段.基于动态飞行测量实验,详细分析了某中型民航飞机的外场实测RCS特性数据.研究了其统计特性,同时建立了该飞机在不同方位角范围内的起伏模型.研究结果可以为RCS的设计和减缩提供参考,并可应用于雷达目标仿真.     

基于FEKO和CST的太赫兹目标RCS仿真

利用 FEKO和 CST 2套电磁计算软件对太赫兹频段目标雷达散射截面(RCS)进行对比仿真。首先计算同一理想导体球在1 GHz~500 GHz频率范围内的 RCS,得到理想导体球的 RCS特性曲线,与理论值进行比较,得出太赫兹频段下两者仿真性能相差较小的结论。然后分别对理想导体球、圆柱体和方形平板在太赫兹频段下不同姿态角的 RCS值进行计算,结果表明,两者在 RCS仿真上因目标不同而呈现不同性能,在计算中应根据实际目标选取合适的软件进行计算。     

钝角二面角全极化双基地RCS统计建模

钝角二面角结构在目标的隐身特性中发挥着重要作用,但其双基地特性尚不明确.采用电磁仿真与统计建模相结合的方法,从频域、空域、极化域和统计分布角度对其双基地散射特性进行分析.研究表明,在电尺寸较小时,双基地散射增强特性并不明显,单/双基地RCS概率密度分布差异大,共极化的双基地RCS概率密度分布呈现双峰特性,为此提出了双对...     

基于RCS序列的弹道中段目标微动提取技术

对改进的"烈火2"型导弹进行电磁仿真,根据弹道类目标在空中的动力学模型及飞行姿态控制技术,模拟了弹道类目标在中段飞行过程中的雷达散射截面回波序列,通过对雷达散射截面序列的微动特性分析,进行真假弹头目标识别。文中指出传统傅里叶变换在非平稳周期序列分析中的不足,并提出了一种改进周期序列分析方法,该方法能克服傅里叶变换的不足,在应用于非平稳、复杂噪声背景下的弹道类目标雷达散射截面序列分析时,能有效的提取微动特征,从而实现对真假弹头的辨识问题。最后通过仿真实验验证了非平稳周期序列分析方法的可行性与有效性。     

昆虫雷达散射截面积特性分析

昆虫雷达是观测昆虫迁飞最有效的工具。研究昆虫的雷达散射截面积(RCS)特性对于昆虫雷达目标识别有着重要意义。该文将分析昆虫的静态RCS特性和动态RCS特性。首先,基于实测的X波段全极化昆虫RCS数据,分析昆虫的静态RCS特性,包括水平和垂直极化RCS随体重变化规律以及昆虫极化方向图随体重的变化规律。其次,总结当前通过电磁仿真研究昆虫RCS特性所用到的介质和几何形状模型,并对比了水、脊髓、干皮肤和壳质与血淋巴混合物4种介质和等体型扁长椭球体、等质量扁长椭球体和三轴椭球体3种几何模型组成的12种介质模型,经过电磁仿真结果与实测数据相对比发现脊髓介质等质量扁长椭球体模型与实测昆虫RCS特性最接近。然后,基于Ku波段高分辨昆虫雷达外场实测昆虫回波数据,分析了昆虫动态RCS的起伏特性,将实测昆虫动态RCS起伏数据与4种经典的RCS起伏分布模型χ2, Log-normal, Weibull和Gamma分布分别进行了拟合分析,从最小二乘拟合误差和拟合优度检验结果可以看出,相比于其他3种模型,Gamma分布可以较好地描述昆虫目标RCS起伏的统计特性。最后,综述了昆虫RCS特性在昆虫雷达测量昆虫朝向、体重等参数测量的应用。     

预警雷达信号模拟的研究

用计算机实现预警雷达信号的相干视频(包含杂波和噪声)模拟，复现了信号发射、在空间的传播、经散射体反射以及在接收机内进行处理的全过程。目标的RCS用OpenGL可视化计算，Swerling模型反映其动态特性。地表杂波用后向映射法模拟，计及与入射电磁波擦地角的关系，其动态特性用正态分布的随机数表示。根据天线的噪声系数，用正态分布模拟噪声。     

动态RCS测量的信号仿真

基于Microsoft SQL Server 2005数据库管理系统、ADO.NET访问数据库技术和Visual Studio 2008开发环境,采用C/S（客户端/服务器）结构,开发了动态RCS测量的信号仿真系统。该系统能够存储和管理多个雷达目标的雷达散射截面（RCS）仿真数据,利用运动学方程仿真了目标在横向直行、径...     

方形金属槽RCS减缩研究

本文利用仿真软件FEKO和低雷达截面载体仿真研究了方形金属槽的RCS。通过优化金属槽的外形,提出了一种＂船形＂金属槽,仿真结果显示,＂船形＂金属槽RCS值比方形金属槽降低了10.24dBsm。     

目标二维RCS 成像仿真与实验研究*

对目标开展了二维RCS 成像仿真与实验研究,分别采用SBR 方法与解析方法计算目标的散射特性并 提取相应的二维RCS 成像信息,基于时域加窗技术对采样信号进行加权处理抑制旁瓣电平以提高成像质量,通过 Cross-Range 处理方法获取目标二维RCS 成像结果以表征目标散射的强弱分布,设计了斜置平板以及3 个小球这两 个典型案例,展开相应的二维RCS 成像仿真与实验分析研究。结果表明:二维RCS 成像仿真结果与测试结果吻合良 好,有效验证了二维RCS 成像仿真方法的有效性。     

战术机动对隐身飞机检测概率的影响研究

针对隐身飞机机动战术的应用问题,讨论了战术机动飞行对动态RCS 以及动态目标检测的影响。首先对某典型隐身飞机的外形进行了电磁建模,计算其全空域静态RCS,接着分别从俯仰、偏航以及滚转三个方面研究了机动飞行与雷达视线角的关系,最后建立了目标检测概率数学计算模型,利用MATLAB 编程仿真了隐身飞机采取不同机动后对动态RCS 序列及检测概率的影响,仿真结果表明隐身飞机采用战术机动时能够显著改变检测概率。该研究为隐身飞机采取战术机动突防手段提供了仿真理论和实验依据。     

一种特征点和曲线相似度的目标识别方法

本文以5型常用火箭为研究对象,针对当前雷达散射截面（RCS）特征识别存在的问题,基于全空域RCS仿真库和连续RCS测量信息,开展了特征点和曲线相似度的识别方法研究。利用仿真数据和测量数据,对双频段特征点识别能力进行了评估,在4.5 dB阈值下的识别能力可达100%。研究了曲线相似度比较方法,采用动态时间规划实现了RCS曲线的相似性度量,取得较好的应用效果。提出了新的基于曲线相似度的RCS目标识别方法,该方法对于提高雷达目标识别能力具有借鉴意义。     

雷达目标动静态RCS特性差异分析

工程上常用静态RCS数据作为建立起伏目标回波信号模型的样本,其准确性和合理性亟待验证。文中基于空气动力原理提出了一种动态RCS特性的仿真方法,获取了F-117A型隐身攻击机侧站盘旋一周的动态数据。从统计特征参数、相关特性和起伏模型等方面对比了动静态RCS特性。着重分析了动静态RCS特性在起伏目标检测性能评估上的差异。结果表明静态RCS特性难以反映目标运动时真实的雷达特性,利用静态数据描述目标特性可能导致错误结论。      

基于一维距离像的飞机目标识别

针对基于多散射中心模型回波的一维距离像(High Resolution Range Profile, HRRP)难以真实反映复杂目标散射特性的问题,研究了基于电磁散射模型回波的生成方法和HRRP 宽带特征提取方法。首先应用等效电磁流法(Method of Equivalent Currents, MEC)棱边修正的物理光学(Physical Optics, PO)算法解算飞机目标动静态电磁散射特性;其次基于目标散射场数据,生成目标回波、仿真HRRP 序列,提取目标宽带特征信息;最后求解了目标在设定航迹下的平均识别率,量化分析了信噪比对目标识别率的影响。理论分析与仿真结果表明:当信噪比(Signal to Noise Ratio, SNR)大于5 dB 时,基于电磁散射建模的平均识别率相对基于传统的多散射中心模型提升了20%。