海面舰船目标微多普勒周期快速估计方法

提出一种海面舰船目标微多普勒周期快速估计方法。受海情影响,舰船目标处于微动状态中,导致雷达回波产生微多普勒调制。舰船微多普勒参数与舰船结构、目标动力等密切相关,是舰船目标识别的重要依据。在建立海面舰船目标雷达回波模型的基础上,分析了回波的调制特性,并提出一种微多普勒周期快速估计方法。该方法首先基于最小熵方法实现舰船目标主体平动的补偿,然后根据微多普勒区域与噪声区域的熵差异实现目标多普勒区间定位,最后计算截取区域的时频相关系数实现微多普勒周期的估计。其中微多普勒区间的定位降低了时频相关系数的计算量,使该方法的运算效率相比原有算法有较大的提升。在典型场景和雷达参数下,该方法计算效率获得2.5倍的提升。     

阵列式射频仿真系统中目标全极化回波模拟方法研究

本文主要针对反舰导弹末制导雷达极化抗干扰试验需求,开展阵列式射频仿真试验系统可变极化模拟方法研究。提出了一种目标全极化回波模拟方法,该方法充分考虑目标运动对其极化特性影响,准确描述导弹、飞机等目标高速运动状态下的极化散射特性。根据该方法,采用Simulink进行了典型舰船目标全极化回波仿真,仿真结果表明水平\垂直极化通道回波变化规律同实测数据变化规律保持一致,说明该方法的正确性。研究成果可直接应用于靶场装备建设和试验工作中,为装备建设和导引头试验提供理论基础和技术支撑。     

矢量网络分析仪极化特征参数测量校准方法研究

矢量网络分析仪的初始相位具有随机性,利用其对极化特征参数 H/ α — 进行测量时会出现较大误差。 本文提出了一种 利用矢量网络分析仪进行全极化散射矩阵测量及校准,准确获取极化特征参数 H/ α — 的方法。 首先构建了全极化散射矩阵测量 系统,然后利用圆盘,0°二面角和 22. 5°二面角对测得的极化散射矩阵进行校准,消除了矢量网络分析仪初始相位随机性带来的 误差,实现了极化特征参数 H/ α — 的准确测量。 在微波暗室内对金属平板进行了实验验证,结果表明,通过极化校准得到的散射 角 α — 与理论值相比误差小于 3°,说明了该方法通过测量和校准极化散射矩阵的幅度和相位,能够准确地获得目标的极化特征 参数 H/ α — 。     

雷达目标一维距离像仿真研究

主要研究了雷达目标一维距离像的仿真.首先根据目标的几何描述对目标进行三维建模及面元剖分,通过模型处理导出剖分单元信息;然后,利用OpenGL技术对获得的模型进行显示和遮挡计算,再根据目标平板面元模型用物理光学法进行电磁散射计算,整个复杂目标的回波可以看成是各个剖分单元回波的叠加;最后,将回波进行脉冲压缩就可以得到该复杂目标的一维距离像.结果表明该方法在一定程度上可以较好地模拟复杂目标的雷达特征信号.     

海面SAR时域回波信号可视化仿真计算

利用计算机来模拟合成孔径雷达回波信号是雷达系统仿真中重要的一部分。借助雷达目标的高频电磁散射特性,运用图形电磁计算方法,开发了可快速、有效地获取合成孔径雷达回波信号的方法,可为合成孔径雷达成像提供原始的雷达回波数据。以起浪海面为目标实例,利用海浪频谱构建海面的几何模型,针对此海面模型,运用高频散射机理,实时可视化地计算其电磁波回波场强以及模拟出时域回波信号。利用条带式合成孔径雷达成像方法,通过该回波信号仿真出海浪面的合成孔径图像,验证了该方法有效性。     

地形影响下雷达作用范围三维可视化研究

雷达的作用范围会受到诸多环境因素的影响,提出了一种地形影响下雷达作用范围三维可视化方法,该方法采样基于混合采样的雷达三维建模完成自由空间中雷达三维表现,同时引入了基于视点的模型简化方法提高绘制效率。基于几何光学法提出了一种雷达探测范围受地形影响的模型修正算法,通过插值计算地形与模型间的相对位置关系,对受地形影响的采样点进行相应修正。实验结果表明,该方法不仅计算速度快,而且能更真实、直观地表现复杂地形环境下雷达电磁信息。     

基于雷达信噪比模型的目标跟踪算法研究

为了解决目前雷达目标跟踪算法中存在的准确性低、稳定性差的问题,提出了一种基于雷达信噪比模型的雷达目标跟踪算法,该算法对雷达信噪比进行建模,评估测试过程中固定不变的参数数值,并对每一时刻的变量进行预估计算处理,从而获取目标运动轨迹和雷达跟踪强度。仿真结果表明,基于雷达信噪比模型的目标跟踪算法,确实可以及时有效的获取目标的运动轨迹和雷达跟踪强度,提高雷达目标跟踪系统的准确性和稳定性。     

金属球电磁散射特性FDTD混合并行算法研究

研究金属球电磁散射特性与MPI OpenMP混合并行FDTD算法,可为金属目标和其他复杂介质目标的电磁散射特性及大数据计算提供一定的理论依据和方法借鉴。采用FDTD方法分析了自由空间中金属球的电磁特性,利用Fortran软件实现了金属球数据建模,得到了远场区电场分量和雷达散射截面的波形曲线,实现了MPI OpenMP混合并行FDTD计算。实验表明,计算结果与现有实验数据非常吻合,且该并行方法是正确的,具有良好的加速比和效率。     

油纸绝缘时域绝缘电阻计算方法及几何模型

指出油纸绝缘介质在直流电压下,除产生快速极化和油与油浸纸之间的"宏观界面极化"外,在油浸纸中还产生"微观界面极化"。为利用介质极化响应作绝缘诊断,需计算时域绝缘电阻。为此提出"等值时变电导率和电容系数"的概念,将油浸纸板的极化电流实验数据转换为场的参数。场的参数既能直接用于本文开发的含时变参数的有限元法,计算复杂几何模型的时域绝缘电阻;又可用于建立等值电路,按解析法计算。用有限元法计算和比较了变压器实际绝缘模型和X-Y模型,结果表明:绝缘电阻的初始值主要由油的电阻决定,最终值或长时间值主要由纸的电阻决定。将绝缘电阻测量值通过几何模型计算和与材料实验值比对,可评价油的电导率和纸的含水量。     

双基机载雷达几何场景建模及空时杂波特性仿真

由于双基机载雷达具有2个独立的运动平台,双基杂波建模是一项十分困难的工作。本文提卅利用坐标系统变换的方法建立双基机载雷达场景的几何模型,不仅简化了双基几何场景的数学描述,还可方便准确地表示双基杂波的距离／角度多普勒频率特性及计算杂波的空时二维似然谱。该模型可用于评估双基空时自适应处理（STAP）和杂波抑制技术实际杂波环境中的性能。最后,采用多通道机载雷达实验（MCARM）和指定雷达场景的双基几何配置参数得到的仿真结果验证了该模型的正确性。     

任意形状带隙结构电磁散射特性的精确分析

基于RWG基矩量法（MOM）的基本原理,提出了任意形状目标带任意形状缝隙后电磁散射的一体化分析方法。首先,从表面积分方程（SIE）出发,利用等效原理结合矩量法对目标进行了严格的理论建模,推导出适合编程求解的矩阵方程。然后,通过数值仿真并与相关测量结果对比,验证了该算法的有效性。最后分析了直缝隙宽度、深度对模型整体雷达散射截面（RCS）性能的影响,并讨论了折线型缝隙相对于直缝隙的RCS减缩性能。     

基于二尺度模型的星载SAR海面场景成像仿真

根据海浪随机理论进行了粗糙海面建模,利用海面的二尺度模型,构造了包含涌浪在内的随机粗糙海面,同时考虑了不同尺度波浪对海面的影响.基于此海面模型,利用Bragg散射模型和Kirchhoff近似并考虑海面运动所产生的速度聚速效应,模拟了不同情况下海浪的极化SAR图像.最后对海浪参数与SAR参数对极化图像的影响做了分析,证明...     

Electromagnetic transient scattering analysis in time-domain—comparison of TLM and TDIE methods

Here we consider two popular techniques useful for time domain signature analysis of direct scattering problem i.e., given the incident waveform and the target geometry, find the scattered field. We present in this paper a comparison of two popular time domain numerical techniques, viz., the transmission line matrix (TLM) method and the finite-difference time-domain (FDTD) method for electromagnetic scattering problems. Even though there are many similarities between the two methods, the modeling philosophy is different. Whereas in FDTD Maxwell’s equations are solved using a differencing scheme, in TLM a scattering approach akin to Huygens principle is implemented by replacing the space domain with a system of interconnected transmission-lines. The comparison is made via standard canonical shapes, a dielectric cube, and a dielectric sphere, to address the factors affecting accuracy, efficiency, and the required computer resources.     

基于精细复合多尺度散布熵与 XGBoost 的 海面小目标检测方法

针对传统海面漂浮小目标的特征检测方法难以有效提取目标特征的问题,提出了一种基于RCMDE-XGBoost海面小目标检测方法。利用变分模态分解对信号进行去噪预处理,通过精细复合多尺度散布熵提取目标的多尺度特征,构建多维度特征矩阵,输入XGBoost网络进行特征分类,通过模型训练,实现海面小目标检测。利用IPIX雷达实测数据库,在#54、#311、#320海情HV极化方式下检测率分别达到了93.33%、92.38%、95%,相较于图连通密度检测法平均提升12%,证明了RCMDE-XGBoost检测方法有效。     

基于隐马尔可夫模型的MIMO雷达目标检测

MIMO雷达是一种新体制雷达,相对于传统雷达在目标检测及参数估计性能都有很大提高。本文针对MIMO雷达的发射信号特点及天线阵元布置特点,分析了雷达目标和杂波的散射特点。目标回波的各向异性比杂波更强。因此可以用隐马尔可夫模型（HMM）对目标和杂波分别建模,实现目标和杂波的分离。在检测过程中,首先用样本模型对HMM进行训练,得出它的参数。然后用训练好的HMMs分别对待检测信号进行归类,分别计算它属于杂波和目标的概率,计算概率比值,大于门限判断有目标。仿真实验表明,本文方法的检测性能优于传统的检测方法。本方法在检测时候的计算量很小,有利于信号的实时处理。     

A new feature extraction method using the amplitude fluctuation property of target HRRP for radar automatic target recognition

Due to the aspect sensitivity of high-resolution range profile (HRRP), traditional radar HRRP target recognition methods usually use average profile within some target-aspect region as the target-aspect template. Actually, the amplitude fluctuation property of target HRRP also represents some feature information of the target. Based on the scattering center model, a new feature extraction method using the amplitude fluctuation property of target HRRP is proposed in this paper. The weighted HRRP feature extracted by the new method can represent the scatterer distribution in every range cell, thereby it can describe the scattering property of the target better. The experimental results based on measured data show that the new feature extraction method can greatly improve recognition performances. __________ Translated from Acta Electronica Sinica, 2005, 33(3): 411–415 (in-Chinese)     

A novel scheme for global scattering center modeling of radar targets

A novel scheme for extracting the global scattering center model of radar targets is proposed in this paper. The 2D/3D scattering center models can be reconstructed based on the wideband measurements at different viewing angles. The sphere spreading of the 1D scattering center projections is exploited. The 1D-2D/3D scatterer map (OTSM) is designed to manifest the high dimensional scattering characteristic of radar targets. The Hough transform and the least squares method are used to extract the stable scattering centers and their scattering coefficients. This modeling method does not need a high density of the spatial grid, which greatly cuts down the necessary original data. The model built in this way describes the stable point scattering mechanisms in a large spatial extent and can be extrapolated to other frequencies in the optical region. Examples verify the validity of both the model and the method. __________ Translated from Chinese Journal of Radio Science, 2007, 22(3): 436–441 [译自: 电波科学学报]     

一种复合微动空间目标窄带成像方法

提出一种复合微动空间目标窄带成像方法。由于窄带雷达在目标检测和跟踪等方面的优势,窄带雷达被广泛用于空间目标探测中。对空间微动目标,微动产生时变多普勒调制,蕴含了目标的重要结构信息,通过对时频图像应用逆约旦变换方法可获取目标各散射点的位置,实现窄带成像。窄带成像降低了对雷达带宽的要求,在空间目标探测上具有优势。然而,在实际探测场景中,目标运动表现为微动和平动的复合叠加,使窄带成像方法失效。在建立复合微动空间目标雷达回波模型的基础上,分析目标的时变多普勒调制特性,提出一种复合微动窄带成像方法,该方法首先基于时频相关系数估计微动周期,利用多普勒相消方法去除平动影响,估计目标平动参数,进而实现平动补偿,最后基于逆约旦变换方法实现窄带成像。所提方法不受目标平动影响,能有效实现复合微动空间目标的窄带成像。