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。     

一种多元信息辅助的双基地雷达检测跟踪一体化方法

该文针对双基地雷达提出一种多元信息辅助的检测跟踪一体化方法。结合雷达在目标跟踪阶段获取的目标位置与回波幅度等多元先验信息,辅助设计跟踪波门内检测门限,以期提升目标的检测与跟踪性能。该文首先根据已获取的目标位置先验信息,在概率数据互联(PDA)框架下基于贝叶斯最小错误准则修正了传统似然比检测器。为进一步提升弱目标探测性能,该文引入航迹终结准则松弛了门限设置规则,并计算了跟踪波门内的平均虚警概率和检测概率。最后,该文重新推导了多元信息辅助情况下PDA算法的关联概率计算方式,完整地给出了算法流程,并通过仿真实验验证了算法的可行性和有效性。     

基于PHD滤波的雷达起伏目标检测前跟踪算法研究

针对雷达微弱起伏目标的检测和跟踪问题,研究了Swerling 0,1,3三类起伏目标模型,提出了概率假设密度滤波下幅度起伏的雷达微弱目标检测前跟踪算法.该算法建立了概率假设密度检测前跟踪算法下复似然比和幅度似然比两种跟踪模型,其中复似然比方法弥补了幅度似然比在计算过程中只考虑量测的幅度信息,而忽略相位信息的缺陷,从而更...     

基于MIMO噪声雷达的高速运动目标检测

针对传统体制雷达对高速运动目标不能进行长时间有效相参积累检测问题,该文提出了一种基于MIMO噪声雷达的高速运动目标检测方法。该方法利用MIMO噪声雷达在短时间内输出的多路回波数据进行相参并行处理来取代回波数据的长时间相参积累检测,以避免距离走动,径向速度变化以及反射截面积(RCS)快起伏等非平稳因素对目标检测的影响,有效实现了多个高速运动目标的无模糊检测。仿真结果验证了MIMO噪声雷达在高速运动目标检测方面的优越性。     

天波超视距雷达多路径Viterbi数据关联跟踪算法

天波超视距雷达目标跟踪面临多传播路径、低探测概率、低探测精度和低数据率的困难.本文在地理坐标系对运动目标建模而在雷达坐标系进行数据关联,将各传播模式的回波作为备选的竞争量测,运用动态规划的优化方式,在最大似然的意义下将VDA的回波与航迹的两维数据关联推广到回波、传播模式和航迹的三维数据关联,提出了多路径Viterbi(MVDA)数据关联算法.天波超视距雷达目标跟踪仿真表明:MVDA跟踪能力明显优于VDA和MPDA.     

数控衰减器--实现测试系统自动化的关键部件

1引言 测试目标的雷达截面积(RCS)时,除了采用专用的RCS测试雷达外,还可以用跟踪雷达与数据录取设备、数据处理设备组成的测试系统进行测试.数据录取设备从跟踪雷达中录取中频回波,触发脉冲、波门脉冲和雷达工作状态等信号,经转换后送数据处理设备进行处理.数据处理设备按比较法原理,将被测目标和标准目标的回波电压和距离数据代入到式(1-1)中,计算出被测目标的RCS.     

基于新型扫描昆虫雷达的迁飞昆虫目标检测及密度反演

我国是全球最重要的动物迁飞场,水稻、小麦、玉米等作物重大害虫在我国远距离迁飞,严重威胁我国粮食生产安全。由于昆虫迁飞多发生在夜间,雷达的全天候、全天时探测特点使其成为昆虫迁飞监测最有效的手段。扫描昆虫雷达是昆虫迁飞监测的典型体制,可获取扫描空域内迁飞昆虫数量分布、密度等。但传统扫描昆虫雷达采用两维机械扫描,扫描空域非连续,且数据率低、分辨率低,难以实现迁飞虫量与分布的准确探测。本文提出一种新型迁飞昆虫扫描雷达,采用俯仰电扫、方位机扫的高分辨相控阵体制,可对大范围空域（方位0°~360°、俯仰5°~85°）进行快速扫描,获取迁飞昆虫精细的数量分布与密度。其中,数量分布主要面临低仰角强杂波下的弱小昆虫目标检测问题;密度主要面临相控阵俯仰波位捷变下等效雷达扫描体积计算问题。为此,本文进一步提出了基于静态杂波图的自适应变参VI-CFAR检测算法与基于雷达扫描体积微元化的密度反演算法,并通过仿真与实测数据验证了方法的有效性。目前,该系统已布设于山东省东营市现代化农业示范基地开展业务运行,可获取夜间迁飞昆虫的空间精细分布与密度,成功观测到迁飞昆虫的高度成层等科学现象,可为昆虫迁飞空间结构机理分析提供关键支撑。      

基于海杂波修正的OTHR空中目标RCS估计

天波超视距雷达工作在时变的电离层传输状态下,通过回波能量难以对空中目标的雷达散射截面积(RCS)进行有效估计。为此,提出了一种基于海杂波修正的目标RCS估计方法,建立了RCS估计卡尔曼滤波模型和RCS仿真数据辅助模型。通过两型民航目标的仿真和实测数据验证了所提模型的有效性,其在不同时段、雷达工作状态和电离层传输条件下,实现了对目标RCS和电离层损耗的稳健估计,并利用目标电磁仿真数据进一步辅助提高了对已知类型目标的估计效率和准确性。     

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.     

基于χ2分布的目标RCS起伏特性分析

为分析和评估目标RCS起伏对雷达检测性能的影响,常用一些统计模型来描述目标RCS的起伏。χ^2分布模型属于第二代起伏模型,可以包括Swerling Ⅰ～Ⅳ模型及非起伏模型的情况。文中分析了某民航飞机的外场飞行动态RCS测量数据,并应用电磁散射理论对其进行了解释,可为该飞机RCS的设计和减缩提供参考;此外,还建立了该飞机在不同方位角范围内的起伏模型,可应用于雷达目标仿真。     

一种基于粒子滤波的双极化雷达检测前跟踪算法

针对雷达在低信噪比（signal to noise ratio,SNR）条件下对运动目标的检测和跟踪难题,提出了一种基于粒子滤波（particle filter,PF）的双极化雷达运动目标检测前跟踪（track before detect,TBD）算法,又称联合粒子滤波检测前跟踪（joint particle filter-track before detect,JPF-TBD）方法.该算法借鉴传统的TBD算法处理框架,以经典PF算法为基础,使用双通道幅度相位似然比函数计算粒子权值,并实现了完整的PF过程.与同类研究相比,所提算法能够充分利用双极化雷达各通道幅度和相位信息,进一步扩展了PF算法的应用范围.仿真实验表明:在SNR>10 dB,虚警概率为10-6的情况下所提算法对目标的检测概率大于0.8.     

基于联合似然函数的多扩展目标广义标签多伯努利滤波器

高分辨率雷达监视系统可观测到区域内不同形状的多个扩展目标,可靠的形状估计有利于提高扩展目标跟踪性能,并可作为战场态势评估的重要依据。该文针对不同形状多扩展目标跟踪问题,提出一种基于联合似然函数的广义标签多伯努利(JL-GLMB)滤波器,可实现目标数目、航迹以及形状的精确估计。首先,将目标形状建模为星凸集,并利用非线性量测变换滤波器更新GLMB分布中的高斯分量,有效提高扩展目标状态估计精度。然后,通过对数加权融合策略,构造联合似然函数,综合衡量扩展目标和量测单元之间的相似程度。最后,基于吉布斯采样,提出快速计算扩展目标状态后验概率密度的方法,有效提高数据关联的准确率和计算效率。仿真实验结果表明,所提滤波器能够有效估计不同形状的多扩展目标状态,且在杂波环境下具有稳定的势估计。     

雷达目标检测概率简化算法及应用分析

介绍了典型雷达目标的RCS起伏模型,阐述了由雷达目标起伏造成的信噪比损失,分析了雷达发现概率、虚警概率和信噪比之间的关系,绘制了仿真曲线。对非起伏目标和起伏目标之间在相同检测概率下的所需信噪比的不同,给出了一种等效算法,并针对非起伏目标的检测概率复杂度大的问题,给出了一种简化模型,并对简化后的误差进行了分析,最后对模型在雷达检飞试验中的应用进行了简要分析。     

地面RCS起伏特性模拟及对ATI检测性能的影响

在假定目标RCS起伏为高斯形状频谱特性的前提下,将高斯白噪声通过一个高斯谱特性的低通滤波器来模拟目标RCS起伏特性。首先用康斯坦尼兹法设计了低通滤波器,并根据地杂波等效速度的不同,得到一组不同的滤波器响应,进而实现了背景RCS起伏程度不同的地杂波的模拟。然后以该地杂波为背景,采用ATI方法进行动目标检测,分析了地面背景RCS起伏特性对动目标检测性能的影响。计算机仿真结果表明：在一定的虚警概率下,当不考虑接收机噪声时,随着RCS起伏加剧,动目标径向最小可检测速度增大。最后得到结论：用基于ATI方法进行动目标检测时,若不考虑雷达接收机噪声,则地面背景RCS起伏特性是影响最小径向可检测速度的主要因素。     

单脉冲和差波束测角的精度研究

精密跟踪雷达中单脉冲测角是一种重要的技术体制,测角精度的好坏将关系到雷达对作战目标的跟踪性能。对于影响系统测角误差的诸多因素展开了较为全面的分析与研究,给出了各种噪声影响的测角误差数学模型。并在此基础上对测角精度有影响的接收机热噪声、目标振幅起伏噪声、目标角噪声、伺服系统噪声和多径传播噪声等因素进行了梳理、仿真,通过仿真结果给出了相互影响关系,文章的结论对于该类系统的设计与使用有一定的指导和帮助作用。     

系统误差下异地配置的雷达和电子支援测量航迹关联

针对系统误差下异地配置的雷达和ESM航迹关联问题,提出了一种基于位置统计量和最大似然准则的异类传感器航迹关联算法。首先,基于位置统计量对目标进行了航迹粗关联,排除掉一些虚假关联组合;接着,在此基础上采用最大似然准则对目标进行了航迹细关联,以求进一步提高雷达和ESM航迹关联的检测概率。仿真结果表明,与现有算法相比,该算法可较好地完成对多目标的航迹关联。     

幅度和距离顺序辅助小目标跟踪

由于虚假点迹较多,低信噪比的小目标跟踪较难,文中提出了一种利用先验知识改善低信噪比小目标跟踪性能的方法,该方法通过将目标和噪声的特征信息,包括幅度信息和点迹与航迹位置预测值的距离信息,与传统的点迹动力学信息相结合,重新定义点迹和航迹的似然概率,同时调整修改航迹的状态更新方程。仿真结果说明与传统方法相比,结合了特征信息的方法明显提高了小目标点迹和航迹正确关联的概率,即对目标和噪声幅度分布已知的环境,特征信息的使用可以有效改善小目标的航迹检测概率等跟踪性能。     

C2动态相位估计的偏差补偿算法——雷达低空目标俯仰角测量提取的研究与应用

由于多径回波信号的干扰,极大地影响了雷达对低空目标俯仰角的测量,且对低空目标俯仰角的闭环跟踪测量实现极为困难,通常采用偏轴跟踪技术。通过对多路径反射环境模型分析,同时考虑镜面反射和漫反射的干扰,得出了岸、海基单脉冲雷达低空目标跟踪时俯仰角测量误差的产生原因,将传统的多目标分辨算法(C~2算法)与偏差补偿技术相结合应用于低角多径环境下偏轴跟踪目标俯仰角的测量,由C~2算法代替偏差补偿算法的航迹滤波并且动态估计直射和反射路径的相位差,然后对单脉冲比进行补偿,弥补两种算法各自的不足。在给定的测量环境下对不同高度目标进行了仿真,得到良好的仿真结果,表明C~2动态相位估计的偏差补偿算法,可较大地提高低空目标偏轴跟踪俯仰角的测量精度。并将其应用于某次试验中对掠海巡航飞行目标俯仰角的事后提取,与雷达实时输出的俯仰角测量数据相对比,验证了该算法的有效性和可实施性。