基于微多普勒的圆锥弹头进动与结构参数估计

微动特征是弹道中段目标雷达识别的有效特征之一。该文首先推导了圆锥弹头的锥顶散射中心和锥底平面上两个滑动散射中心的微多普勒表达式,与由几何绕射理论得到微多普勒时频曲线进行对比,发现锥顶散射中心的微多普勒时频曲线有细小差异,其他两个散射中心的很吻合。通过分析这3个表达式发现3个散射中心的微多普勒具有3种相关性。针对这3种相关性论文提出了在不同入射角下提取微多普勒时频曲线的离散点进行进动和结构参数估计的方法,并进行了仿真实验提取了进动和结构6个参数,且估计效果较好。     

基于PF-TBD的双基地微多普勒提取

时频分布-Hough变换是目前单/双基地微多普勒参数化估计的主要方法。该文首先介绍了进动钝头双锥弹头双基地微多普勒模型,然后针对时频图中散射中心的幅值分布特性未知导致无法确定Hough变换的参数域空间的检测门限这一问题,该文引入了PF-TBD算法来检测散射中心存在性,思想是将时频图中散射中心微多普勒曲线视为目标的运动轨迹,利用PF-TBD算法实现对微多普勒曲线的检测前跟踪,再利用Hough变换提取微多普勒曲线,逐步检测和提取所有微多普勒曲线。最后针对某双基地下的进动钝头双锥弹头微多普勒时频图,提取了图中所有微多普勒曲线,验证了算法的可行性。      

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。     

分布式MIMO雷达目标散射模型研究

针对当前分布式多输入多输出(MIMO)雷达目标散射模型的不足,提出了一种三维特体目标模型;在考虑点散射体电磁散射的方向性、遮蔽及收发天线方位角、俯仰角等因素的条件下,推导了目标静态雷达截面积(RCS)的计算公式和MIMO雷达信道的相关函数;同时,仿真分析了目标动态RCS的统计模型及其与收发天线双基地角的关系,以及MIMO雷达信道空间去相关的条件。仿真分析结果与RCS的经典统计模型、双基地RCS的经验结论以及单基地雷达回波信号去相关角度的经验值是吻合的,证实了模型的科学性和合理性。研究结果对分布式MIMO雷达的检测、跟踪和系统配置等研究具有参考价值。     

旋转对称目标双基地一维距离像特性分析

双基地雷达成像研究中通常直接采用了单基地散射中心模型,忽略了双基地几何配置引起散射中心位置变化的这一事实。该文研究了旋转对称目标的双基地散射特性,采用几何绕射理论求解了锥体目标底面边缘双基地散射中心的位置,为入射波方向与散射波方向的夹角角平分线与目标对称轴构成的平面与底面边缘的交点,并据此建立了宽带双基地雷达目标回波模型,进而获得双基地1维距离像。最后,通过电磁计算软件获得了锥体目标的双基地1维距离像,计算结果与理论分析相一致,证明了理论分析的正确性。该文揭示的目标双基地散射中心的位置为旋转对称目标的宽带双基地雷达回波模拟、成像、特征提取与识别等应用提供了准确的数学模型。     

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...     

弹道导弹目标回波信号建模与雷达特征分析

介绍了弹道导弹运动目标特征提取和雷达识别的研究概况,针对锥顶不动、进动角固定的匀速进动锥形弹头目标,对其典型运动进行建模,给出了回波的解析表达式,利用数值解的方法,对回波信号进行了频谱分析和时频分析,提取了频谱调制特征和微RCS特征,使用Wigner-Ville分布峰值检测法,提取了回波信号的微多普勒特征,给出了使用雷达微动特征识别弹道导弹弹头的途径.最后给出了回波信号时频分布、微多普勒、多普勒谱和微RCS的仿真结果,证明了理论分析的正确性.     

基于窄带雷达组网的空间锥体目标特征提取方法

进动引发的微多普勒调制可作为空间锥体目标识别的重要依据,针对此该文提出一种基于窄带雷达组网的进动锥体目标特征提取方法。该文首先根据目标散射特性推导了进动引发的散射点理论瞬时频率变化,并根据频谱熵实现了多个雷达视角观测下的散射点瞬时频率变化的匹配;然后依据不同视角下锥顶与锥底散射点瞬时频率变化关系,提出一种目标进动与尺寸特征联合提取的新方法,实现了目标高度、底面半径、质心位置、进动角等参数的高精度估计。基于电磁计算数据的实验结果验证了该文所提方法的有效性和精确性。     

利用一维距离像序列估计弹道中段目标进动参数

进动是自旋弹头固有特性,进动参数是中段真假弹头识别的重要特征量,已发表的文献多利用进动目标的RCS序列估计进动参数.本文通过对平底锥弹头散射特性及其进动模型的分析,指出进动将造成一维距离像序列上散射中心位置的周期性走动.在此基础上,提出了一种利用进动目标上两个强散射中心在一维距离像序列上的位置差来估计进动参数的方法,并给出了应用该方法的具体步骤.仿真结果验证了所提方法的正确性和有效性.     

基于组网雷达的有翼弹道目标三维成像

组网雷达的多视角特性有利于获取目标的真实空间结构。该文在构建有翼进动目标回波模型的基础上,分析不同类型散射中心的微多普勒信息变化率的变化趋势,对微多普勒信息进行分离提取。利用非线性最小二乘拟合获取散射中心的幅度、相位信息。基于微动特征的不变性,利用多部雷达锥顶散射中心的幅度信息估计微动特征和坐标转换参数。然后根据各散射中心在不同视角上投影分量的差异,实现尾翼散射中心的匹配,之后求解散射中心的瞬时空间位置,实现目标重构。仿真验证了算法的有效性,并分析了微动参数和信噪比对重构结果的影响。     

Comparison of monostatic and bistatic radar images

Relationships between monostatic and bistatic radar images are reviewed and discussed, both from the point of view of identical receiver locations, and from the conventional point of view where the monostatic radar is located at the angular bisector between the bistatic transmitter and receiver. Example images are computed using scattered fields from two three-dimensional (3D) body-of-revolution (BOR) geometries. A Method-of-Moments solution is used to calculate scattered fields so that no scattering interactions are neglected. In the conventional comparison, sample bistatic images show direct-scattering mechanisms similar to those of monostatic images as expected, although significant differences are observed in higher-order scattering effects. With identical. receiver locations, the sample bistatic images generated are very different from the monostatic images, and illustrate the practically important fact that geometries designed to minimize monostatic scattering can produce large bistatic returns.     

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.     

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.     

A novel bistatic scattering matrix measurement technique using amonostatic radar

Presents a new technique for measuring the bistatic scattering matrix of point targets using a monostatic radar. In this technique, the complexity of the traditional bistatic measurement setup and difficulties in retaining the phase coherence between the transmitter and the receiver are circumvented completely. The bistatic measurement is performed using a wideband, polarimetric, monostatic radar in conjunction with a rotatable ground plane positioned behind the target. Assuming that the distance between the target and the ground plane is larger than the radar resolution, the desired bistatic response (image contribution) can be isolated from the unwanted backscatter. Noting that the radar operates in the backscatter mode and using the reciprocity theorem, it is shown that the measured cross-polarized responses (σ_vhand σ_hv) cannot be determined uniquely. To rectify this problem, additional independent measurements are required. Additional equations for characterizing the cross-polarized components are obtained by placing an anisotropic lossless slab over the perfectly conducting flat surface. The validity and accuracy of the new bistatic measurement technique is demonstrated by measuring a number of point targets with known theoretical bistatic responses. Also, a new approach for determining the effective dielectric constant of dense random media based on the new bistatic measurement technique is developed     

基于窄带微多普勒调制的锥体目标参数估计

当雷达对锥体目标发射窄带信号时,进动调制会使回波中包含的散射中心瞬时频率发生周期性变化,这种变化可以反映出目标几何尺寸与结构特性,针对此该文提出一种基于窄带微多普勒调制的空间锥体目标参数估计方法。首先对目标散射特性进行分析,推导进动引起的目标散射中心瞬时频率变化公式;然后利用时变自回归模型估计散射中心瞬时频率,并对估计结果进行重新关联以消除其中出现的关联错误;最后根据锥顶和锥底散射中心瞬时频率变化性质,结合目标弹道估计得到目标几何尺寸参数及微动参数。基于电磁计算数据的实验结果验证了该文所提方法的有效性和精确性。