无线电引信近场海背景特性试验研究

引信的低空性能是空空导弹超低空作战效能优劣的关键要素,特别是在近场海背景下,更需要对无线电引信的能力特性进行评估。本文基于多尺寸粗糙海面模型,运用物理光学法和物理绕射法及四道复合散射预测方法,首先建立了海面目标电磁散射场及复合散射回波的理论模型。接着,仿真分析了不同波段、不同海情、不同交会状况下,无线电引信的海背景回波,以及与目标的复合散射回波特性。最后,通过开展对海面的低空挂飞近距回波特性试验,以及对海面与目标复合的回波特性试验,获得无线电引信的海背景回波数据,并与仿真结果进行对比分析。结果显示,多普勒回波幅度仿真与实测结果基本一致。     

海面舰船目标复合电磁散射的镜像多路径模型

针对传统四路径模型存在的平面近似误差问题,提出了海面舰船目标复合散射的镜像多路径模型。该模型合理解释了目标下方粗糙海面镜像反射单元斜率缓变对耦合散射的影响。数值仿真实验表明,这种包含船海各部分散射单元的振幅和相位信息的场叠加模型,可以有效地应用于海上舰船目标散射特征的识别和SAR图像仿真。     

脉冲多普勒引信海面回波建模与仿真

脉冲多普勒引信海面回波仿真是根据无线电脉冲多普勒引信的探测特点和海面反射特性划分海面有效照射区域的等距离线,并由导弹飞行姿态和引信天线波束宽度确定海面有效照射区的等多普勒线。利用雷达方程进行建模仿真,对回波能量进行积分得到引信回波功率,对照射面元回波累加得到多普勒回波信号,从而为研究脉冲多普勒引信海面低空工作性能提供参考。     

一种基于偏振特征的激光尾流探测方法

对激光经气泡、水体散射后偏振特征的变化进行理论分析,研究舰船尾流的几何模型和气泡分布规律,提出了一种基于偏振特征的激光尾流探测方法。利用偏振光探测优势对探测器进出入气泡尾流的舷别信息进行分析,对所提出的方法进行了可行性实验研究。实验结果表明：偏振光探测装置可有效地分辨尾流区和非尾流区的散射光回波信号;当激光通过不同尺度、不同密度气泡区域时,探测器接收到的回波信号亦不同,且信号特征有规律可循。该方法能初步对尾流的舷别信息进行甄别,为尾流自导鱼雷探测舰船尾流从而进行目标跟踪提供了依据。     

基于相干的时变海面散射特性快速预估模型

针对传统的双尺度模型无法解决时变海面多普勒谱的快速计算问题,提出特高频(UHF)波段相干海杂波的散射特性快速预估模型,该模型基于面元散射的近似,在双尺度模型的基础上,假设每个面元的微尺度波可表示为一系列正弦毛细波,以此对每个面元的复反射系数进行修正。仿真验证结果表明,模型能够更精确地计算张力波对海面散射场的影响,不仅能有效模拟海杂波回波,而且有足够的精度来计算由实时场景演化产生的多普勒谱。     

考虑时间因子的激光引信海面散射模型

针对面元分解等方法在宽波束激光引信探测掠海目标时存在的问题,对已有激光散射模型进行改进,提出了考虑脉冲被不同面元散射的往返时间不同的因素的宽波束近场散射模型,并给出了散射接收功率的计算方法.分析表明,宽光束激光引信海面散射模型更符合实际情况,并且也为激光引信利用降低脉冲宽度的方法来进行目标识别和抗海杂波干扰提供了理论依据.     

一种基于形态点特征的目标识别方法

脉冲激光扫描探测体制激光引信的处理对象一般为目标局部图像,由于获得的图像信息少,而且弹目交会姿态复杂多样,局部图像变化较大,识别比较困难。针对这一问题,提出了一种基于形态点特征的目标识别方法。该方法通过回波处理识别云雾目标,利用面积特征排除鸟类干扰,然后用形态学的处理方法对目标图像矩阵进行处理,提取形态点特征,利用点特征进行目标判别。进行了云雾回波实验并作了回波处理仿真,然后利用三维飞机模型对飞机姿态模拟,用得到的150个多种姿态的局部飞机图像进行了算法的验证,结果表明,92%能够进行识别,对弹目交会姿态适应性较强。     

调频连续波激光引信回波特性仿真分析

调频连续波(FMCW)激光引信相比于脉冲激光引信具有较强的抗干扰能力,但仍会受到云雾的影响,主要表现为后向散射回波引起虚警,同时云雾粒子的散射和吸收作用导致激光能量衰减。为研究FMCW激光引信的回波特性,基于激光探测原理和Mie散射理论,建立激光引信探测的蒙特卡洛仿真模型;在激光引信和目标均处于云雾中的情况下,对激光引信的回波进行仿真,得到了不同能见度下的FMCW激光引信回波信号,分析了云雾能见度对FMCW激光引信回波信号的影响。该仿真方法可应用于FMCW激光引信抗云雾干扰方面的参数优化设计。调频连续波(FMCW)激光引信相比于脉冲激光引信具有较强的抗干扰能力,但仍会受到云雾的影响,主要表现为后向散射回波引起虚警,同时云雾粒子的散射和吸收作用导致激光能量衰减。为研究FMCW激光引信的回波特性,基于激光探测原理和Mie散射理论,建立激光引信探测的蒙特卡洛仿真模型;在激光引信和目标均处于云雾中的情况下,对激光引信的回波进行仿真,得到了不同能见度下的FMCW激光引信回波信号,分析了云雾能见度对FMCW激光引信回波信号的影响。该仿真方法可应用于FMCW激光引信抗云雾干扰方面的参数优化设计。     

关联目标几何特征的激光引信探测距离统计分析方法

针对激光近炸引信可利用的目标信息有局限、回波特征提取难度大的问题,提出了一种关联目标几何特征的探测距离统计分析方法。建立了激光引信弹目交会模型,在脱靶量、脱靶方位角、飞行速度、光束夹角和光束覆盖角固定,攻击偏角和飞行落角在一定范围内随机取值条件下,对激光引信光束探测距离进行了统计分析。利用统计分析模型验证了光束能够探测到的目标最远特征点的距离为最远探测距离的理论,仿真结果与理论分析结果一致。该统计分析模型为激光引信光束设计提供了有效的验证手段。     

宽带雷达目标散射分布特征融合的检测跟踪方法

宽带雷达目标回波信号由于距离扩展和低信噪比,导致传统宽带检测器对目标分布特性先验要求较高,在目标散射分布特性未知的情况下存在检测跟踪性能快速退化问题。针对此问题提出了一种利用多检测特征融合的宽带检测方法,在无需目标散射分布先验特征的情况下,将多参数径向积累与顺序统计量检测融合判决,有效提高宽带雷达目标检测的稳健性。根据多特征融合检测结果,采用宽带包络相关测距和单脉冲测角技术实现高精度的目标跟踪处理。仿真实验验证了该方法的有效性。     

复杂目标激光引信回波仿真

基于辐射度学原理给出激光引信回波仿真模型.目标表面材料的光散射特性用双向反射分布函数(BRDF)表征.目标和激光波束的相互作用由目标表面光散射特性、目标形状、激光脉冲的时间和空间分布决定.分析复杂目标近场回波特征与各影响因素的关系,结果可用于激光近炸引信目标探测算法设计,也可用于引信半实物仿真.     

激光引信脉冲回波的变系数相关检测法

激光引信在云雾背景环境中探测目标时,探测器会接收到与目标反射回波功率相当或较大的云雾后向散射回波,回波信号信噪比低,传统的相关检测法不能实时有效提取目标信息。针对这一问题,提出滑动窗变系数相关检测法。该方法在互相关检测原理的基础上,采用发射信号作为滑动窗模板,匹配被变系数修正后探测信号。通过设定相关系数的阈值,该方法可以利用云雾回波和目标反射回波与模板信号不同的相关性来检测目标信息。仿真结果表明,一定量样本运算后,得到引信系统合适的相关系数阈值,大量样本运算验证该阈值,算法成功率大于92.4%。     

毫米波辐射探测立体目标面元法建模

针对以往毫米波辐射探测仿真中简化目标为平面目标,忽略了目标与背景间相互作用的不足,提出了一种基于面元法建立毫米波辐射探测模型的新方法.该方法通过建立立体金属目标的几何模型、背景目标的统计模型和弹道交会运动模型,计算天线波束内各目标面元反射大气或背景的辐射,进而得到毫米波辐射探测的天线温度.对不同弹道下毫米波辐射探测立体金属目标的天线温度进行仿真,结果表明该方法得到的天线温度与实际探测更加吻合.     

辐射目标探测装置

本发明提到的目标探测装置可以在海面存在恶劣的杂乱回波情况下为全天候导弹引信起爆打击舰船目标提供目标探测。如果导弹经过目标上方或目标的侧方,但仍在给定的参数内目标探测装置能够起爆导弹战斗部。这一发明可用于攻击脱离地面的空中目标和攻击金属的或类似人造地面目标,但该目标附近不得有同类物体存在。本发明利用被动微波辐射敏感目标探测装置视野范围内的目标。经过对用于飞机导航和     

无线电脉冲引信海面回波建模及仿真

无线电脉冲引信海面回波建模及仿真是根据无线电脉冲引信的探测特点和海面物理反射特性进行的建模仿真。根据无线电脉冲引信采样量化间隔,划分海面有效照射区域的等距离等值线,并由导弹飞行姿态和引信天线波束宽度确定海面有效照射区的等视线角等值线。再根据等距离等值线和等视线角等值线的交点,计算天线主波束照射面积和天线副瓣照射面积的合成功率,以此得到一个表示海面散射特性的冲击函数,用此函数和输入脉冲信号卷积得到无线电脉冲引信海面回波信号的数学模型,从而为仿真研究脉冲引信低空工作性能提供必须的仿真基础。     

脉冲激光引信的云雾回波波形特征仿真研究

文章基于Mie散射理论和Monte Carlo方法,建立脉冲激光引信在云雾中的探测模型,仿真获取云雾中无目标和云雾中有目标两种场景下脉冲激光引信的云雾回波,分析云雾中无目标时云雾回波的波形特征、云雾中有目标时回波双峰现象的出现规律,结果表明:云雾中无目标时,云雾回波波形相较于发射激光波形出现了畸变与展宽,回波波形呈现出上升沿陡、下降沿缓的非对称特征,且发射激光脉宽越窄,回波波形的展宽程度越大、非对称性越明显;云雾中有目标时,窄脉冲激光比宽脉冲激光有更大的几率分离出目标回波和云雾回波。本文研究成果为探索提高脉冲激光引信在云雾环境中探测性能的方法提供了理论依据。     

基于时域高频法的宽带近场回波仿真算法

针对宽带引信弹目交会多普勒回波的快速仿真需求,提出了一种基于时域高频法的宽带近场回波快速仿真算法和仿真流程。该算法将时域物理光学(TDPO)近场积分方程和时域面积分方程相结合,利用远场近似,推导得到导体目标的时域物理光学近场散射闭合表达式,避免了计算复杂的面积分,提高了仿真速度。同时,提出了基于时域高频法的宽带近场动态多普勒回波仿真流程,经一次计算便能够得到宽带的时域回波。仿真结果表明,采用该仿真算法和仿真流程可实现宽带引信动态交会多普勒回波的快速仿真,且通过与多普勒频率理论值的对比,验证了所提仿真算法和仿真流程的正确性。     

ARM处理器在测高雷达中的应用

基于ARM处理器设计并实现了一种体积小、重量轻、集成度高的测高雷达。雷达包括微波和信号处理两部分,通过控制微波收发组件,雷达产生探测目标所需要的发射信号,并对接收到的目标回波信号进行处理,实现对地面、海面相对高度的实时探测,并在海面探测条件下实时计算出海浪高度。经实验验证,雷达能够稳定工作,测高精度满足要求,具有一定的工程应用前景。     

舰船典型结构电磁散射特性分析

运用物理光学、几何光学、等效电流等方法对甲板、船舷和塔台等典型结构散射特性的分析,展开对舰船的电磁散射特性研究。通过对典型舰船目标电磁散射特性的仿真分析,验证电磁散射特性方法的正确性与计算可行性,给出不同方位、俯仰角目标散射特性与海面散射特性的对比分析结果,最终得出船舷可作为对舰船成像识别最佳区域的结论。     

基于四元数的人运动雷达回波计算方法

人运动的雷达散射回波的获取是研究人微多普勒特征的关键问题。在计算运动人体各部件位置时,常用的欧拉角方法存在复杂矩阵运算等问题,因此针对一个常用的运动模型特点,提出利用四元数方法进行各部件位置计算。四元数法可以有效地减少矩阵运算。应用该方法仿真获得的人体运动散射回波与国外实测数据对比结果表明了其正确性。对合成回波的时频分析结果表明,人运动的微运动特征可以提供有价值的信息,并有望用于人体目标的识别。