T/R-R双基地雷达进动目标参数估计与ISAR成像

以锥体目标为研究对象,建立了双基地雷达进动目标宽带回波模型,提出了基于两个接收站观测的1维距离像序列和扩展Hough变换的进动参数联合估计方法;建立了进动目标双基地ISAR成像模型,推导了双基地IS-AR成像最佳时间,并通过前述参数估计结果选择对应的1维距离像,采用FFT实现横向压缩获得了进动目标双基地ISAR像;采用FEKO软件计算了一个锥体模型的单/双基地散射系数并进行动态仿真,仿真结果验证了本文方法的有效性.     

基于时间-距离像分布的锥体目标进动与结构特征提取

多特征综合利用是弹道目标识别的发展趋势。现有研究报道中,弹头进动特征提取通常假设某些结构特征已知,而结构特征提取通常又需要已知某些进动特征,这一学术僵局目前尚未有效突破。论文以旋转对称锥形弹头为研究对象,详细分析了各散射中心1维距离像位置与参考相位中心距离变化规律,基于时间-距离像分布,结合散射中心运动规律和几何关系,实现了进动特征(进动频率、进动角、初始相位角以及视线角)和结构特征(锥体高度、底面半径、质心到底面的距离)的联合提取,同时还估计出了质心与雷达的距离,仿真结果证明了算法的有效性和适应性。     

进动圆锥弹头双基地微多普勒特性分析

微动特征是弹道中段目标雷达识别的有效特征之一。该文首先利用由几何绕射理论推导的圆锥弹头散射中心模型确定了3个散射中心分别是锥顶及双基地角平分线在锥底平面上的投影与底面边缘的2个交点;然后建立了进动圆锥弹头双基地微多普勒模型,经化简可知双基地微多普勒模型与双基地角平分线上单基地雷达微多普勒模型相似,且双基地微多普勒幅值为单基地微多普勒幅值的半双基地角的余弦倍,这与单双站散射等效定理吻合;再通过分析3个散射中心的微多普勒模型得出了可用于进动和结构参数估计的3种相关性;最后利用电磁计算软件FEKO计算了圆锥弹头模型的双基地雷达截面积(RCS),通过对RCS序列的时频分析,验证了该文理论分析的正确性。     

空间目标双基地ISAR越多普勒单元徙动校正算法

针对双基地逆合成孔径雷达(ISAR)的越多普勒单元徙动问题,以转台模型为研究对象,分别从回波信号模型和散射点相对收发双站速度变化2个角度分析了越多普勒单元徙动的产生机理,并提出了基于距离单元相位补偿的多普勒徙动校正算法.该算法首先由双基地雷达与目标的几何关系估计出其等效旋转速度,然后通过等分观测期间的目标回波获取2幅不同观测视角的ISAR图像,依据图像旋转相关最大准则估计出图像的等效旋转中心,实现一维距离像的定标,最后对每个距离单元进行相位补偿,完成越多普勒单元徙动的校正.仿真实验表明,算法能有效解决双基地ISAR越多普勒徙动问题,提高ISAR成像质量.     

基于散射中心滑动特性的双基地雷达锥体目标微动特征提取方法

双基地雷达观测下,锥体目标的微动特征可以由顶部局部型散射中心,底面边缘滑动型散射中心和侧面滑动型散射中心的微多普勒来表述.首先,本文建立了三种类型双基地散射中心的微多普勒统一参数化模型;然后,提出滑动系数概念,即采用参数化模型两个参数的比值来定量评价散射中心的滑动特性,从而判别锥体目标上散射中心的类型;最后,通过电磁仿真验证了该参数化模型的准确性以及散射中心类型判别方法的可靠性,对锥体目标识别具有重要意义.     

空间目标双基地ISAR成像的速度补偿研究

以空间目标双基地ISAR成像为背景,研究了空间目标双基地速度估计与速度补偿问题。首先推导了高速空间目标宽带LFM信号双基地回波表达式,针对中频直接采样匹配滤波非相参双基地ISAR,研究了高速运动对二维成像的影响,通过目标双基地速度估计,构造补偿相位项,实现高速目标双基地回波速度补偿。在分析双基地测速误差对速度补偿及二维成像影响的基础上,提出了窄带测距粗测速度解模糊与窄带回波时频分析精测速度相结合的空间目标双基地径向速度估计方法。仿真表明了分析的正确性。     

涡旋电磁波雷达锥体目标旋转多普勒探测

涡旋电磁波具有独特螺旋状波前结构,其受目标横向微动调制产生的旋转多普勒效应,有望为雷达目标探测技术的发展提供一个新途径。在涡旋电磁波照射下,利用锥体微动对回波瞬时频率的周期性调制特性,可以有效反演出锥体目标的微动参数和几何特征。该文重点研究了雷达前视条件下的锥体目标参数估计。首先,基于涡旋电磁波雷达目标旋转多普勒探测原理,推导了涡旋电磁波锥体目标回波数学方程,建立了锥体目标回波旋转多普勒模型。其次,提出了前视条件下的锥体目标参数估计方法,利用锥顶散射点和锥底散射点两维的旋转多普勒信息,可以对锥体目标微动参数和几何特征参数进行有效估计,仿真结果验证了该文所提方法的有效性及抗噪声鲁棒性。      

典型角反阵列双基地一维距离像特性

角反射器在舰船目标防御中发挥着重要作用,如何有效对抗角反射器干扰是当前的研究难题.以典型八面体角反阵列为例,通过电磁计算和暗室测量获得了宽带双基地散射特性数据,分析了一维距离像随观测角和双基地雷达几何结构变化的规律.结果表明当双基地角达到一定角度条件下,角反射器散射强度急剧下降,这一特性可用于抗角反射器方法设计.     

基于微动特征关联的空间非对称自旋目标雷达三维成像方法

由于非对称自旋目标在不同视角下宽带雷达观测到的散射点分布存在较大差异,因而需要单独研究其组网雷达成像算法。该文利用位于不同位置的两部宽带雷达获得的自旋目标1维距离像序列,基于非对称自旋目标多个散射中心的微动特征不变性,实现了自旋目标同一散射中心的关联,进而得到与目标真实尺寸相一致的3维像。仿真结果表明该算法重构精度好,对于散射中心的遮挡效应及RCS闪烁均不敏感。     

双基地ISAR成像平面研究及目标回波模型修正

该文分析了双基地逆合成孔径雷达的成像平面。采用基于双基地SAR成像平面分析,双基地目标旋转矢量分析两种方法,分别建立了两种不同的双基地ISAR成像平面模型。为验证模型正确性,分别将两种模型应用于双基地转台成像分析,并仿真验证。成像仿真结果表明了旋转矢量分析法建立模型的正确性。基于成像平面分析,研究了双基地转台模型的适应性,修正了常用的双基地ISAR散射点回波模型,验证了修正回波模型的正确性,并针对不同的目标运动情况,给出了成像平面的估计算法。     

自旋尾翼弹头的双基地微多普勒研究

微动特征是弹道中段目标雷达识别的有效特征之一。针对基于自旋尾翼弹头的双基地微多普勒的自旋和结构参数估计问题,该文首先建立了自旋尾翼弹头双基地散射中心的微多普勒模型,然后利用FEKO计算了尾翼弹头的双基地散射系数,通过对散射系数序列的时频分析,验证了模型的正确性,同时总结了自旋尾翼弹头的双基地微多普勒特性,再分析了估计自旋和结构参数的可行性,最后,由于闪烁效应导致Hough变换已不能有效估计参数,该文提出了利用闪烁效应估计参数的新思路。     

Polarization correction and extension of the Kennaugh-Cosgrifftarget-ramp response equation to the bistatic case and applications toelectromagnetic inverse scattering

An analytical time-domain expression derived by Kennaugh (1967) for the early time impulse response for smooth, convex, perfectly conducting scatterers under the physical optics approximation for the bistatic case is reinterpreted. The physical optics bistatic early time impulse responses can be interpreted as cross-sectional areas of the scatterer. A crude polarization correction to the leading edge of the physical optics impulse response is obtained for the bistatic case, leading to a simple asymptotic relation between the specular principal curvature difference and certain co-polarized phase terms in the bistatic scattering matrix. Applications to direct scattering are discussed. Profile reconstruction from bistatic data with a priori knowledge of the validity range of physical optics in the time domain is proposed and tested with the sphere     

雷达目标双基地散射特性研究进展

随着同步技术和高性能计算的发展,双/多基地雷达的"四抗"优势逐渐得以实现,双/多基地雷达成为当今雷达领域关注的焦点.雷达目标的双基地散射截面积(RCS)、双基地散射中心、双基地极化等特性与目标单基地散射特性相比,具有显著的差异.只有深刻理解雷达目标双基地散射特性才能充分挖掘双/多基地雷达在目标检测、特征提取与识别方面的...     

On the derivation of bistatic RCS from monostatic measurements

The factors which govern bistatic scattering are discussed and the relations between bistatic and monostatic scattering are presented in terms of the combined effect of individual scattering centers on the target. The concept of reradiation lobe patterns of the individual scattering centers is used to define the bistatic pattern in terms of the monostatic pattern and the bistatic angle β. Analytical arguments then demonstrate that for small bistatic angles, the bistatic RCS is very closely approximated by the monostatic RCS measured on the bisector of the bistatic angle and measured at a frequency lower than the true frequency by the factor cos β/2. The limitations to this approximation which are based on the angular width of the lobe patterns reradiated from individual scattering centers are noted. The approximation is of particular value in translating measured monostatic RCS values into bistatic RCS for small bistatic angles.     

缝隙天线阵双站电磁散射的混合法

利用矩量法（ＭＯＭ）和等效边缘电磁流方法（ＥＥＣｓ）研究波导馈电的缝隙天线阵的双站散射问题。从理论和计算上分析,等效边缘电磁流方法可以计算有限尺寸的导体平板沿任意方向上的双站散射（包括边缘绕射场）,而矩量法可以考虑波导缝隙天线阵的散射与耦合问题,使它们混合便可以解决有限尺寸缝隙在线阵的散射问题。实际计算表明,方法是切实可行的。     

快速计算电大尺寸目标双站电磁散射的方法

提出利用等效边缘电磁流方法快速计算复杂形体电大尺寸目标的双站ＲＣＳ。该方法运算速度快,考虑了边缘绕射和遮挡,计算精度高。在计算尖锥柱等典型散射体的ＲＣＳ的基础上,计算了一导弹模型在不同方位角下的双站ＲＣＳ,证实了本方法的可行性。     

Fully polarimetric bistatic radar scattering behavior of forestedhills

The bistatic radar scattering measurements of forested hills were performed at grazing incidence and at azimuth scattering angles from 28° to 66° from the forward scatter plane. Using pulse-to-pulse switching between orthogonal transmitted polarizations, the radar simultaneously measures two orthogonally polarized components of the scattered wave to obtain full polarimetric information about the scattering process. These are the first fully polarimetric terrain clutter measurements to be conducted at large bistatic angles. The complete Stokes matrix, computed by averaging successive realizations of the polarization scattering matrix, is used to examine the polarization sensitivity of the bistatic clutter. It is found that the polarization state of the EM wave scattered out of the plane of incidence strongly depends on the polarization orientation of the incident electric field. Unlike the monostatic case, these two incident wave polarization states are found to produce substantially different scattered wave behavior when trees are viewed at large bistatic angles. Scattered fields resulting from vertically oriented incident fields are found to be highly polarized and to produce bistatic clutter power levels that are strongly dependent on the polarization of the receiving antenna. In contrast, horizontally oriented incident fields are found to produce weakly polarized scattered waves with bistatic clutter power levels that are insensitive to the polarization of the receiving antenna     

双站合成孔径雷达去取向极化分析

在分析单站合成孔径雷达去取向参数的基础上,研究了双站合成孔径雷达的非对称散射矩阵,利用矩阵代数知识得到双站去取向参数。推导了目标的去取向变换矩阵,将目标散射矢量进行矢量变换,使得研究目标具有相同的取向,目标本身的信息得以凸显。经过去取向变换,对双站模拟图像的特征参数进行分析,为进一步解读双站图像提供了初步手段。     

多频段典型地表的双站雷达散射回波预测

双站雷达在反隐身、超低空防御方面具有独特优势,但双站测量装置较为复杂,地表参数的准确获取工作耗时耗力,且精度难以保证,地表双站雷达散射数据极其匮乏。为解决上述问题,该文以L/S/X/Ku波段裸土、水泥地和粗糙沙地后向散射实测数据为例,忽略地表的精细结构,采用等效面散射模型和遗传算法反演了各地表的等效介电常数和粗糙度参数,获取其等效参数统计特征,实现对地表双站雷达散射回波的预测。结果表明:该等效面散射模型保证了地表的后向和双站散射回波预测精度;地表双站雷达散射回波随入射波频率的增大而增大;随散射角的增大先增大而后减小,并在镜像方向出现最大值;随散射方位角的增大,地表散射回波先减小而后增大,HH极化双站散射回波的最小值一般出现在 方位角处,而VV极化双站散射回波的最小值位置随入射角的增大从 方位角向小角度方向偏移,并与入射波频率、地表湿度以及粗糙度参数相关,该双站散射特性可用于地表参数的反演以及目标的反隐身研究。