前向散射雷达目标回波特性实验

前向散射雷达是一种双基地角接近180°的特殊体制双基地雷达,它通过捕获目标穿越基线时引起的回波起伏变化实现目标的检测,因此对前向散射雷达目标回波特性的研究至关重要。以暗室实测的前向散射雷达回波数据为基础,分析了球体、二面角、三面角、圆柱体雷达目标前向散射场与辐射场相干叠加的综合效应,得出雷达目标进入前向散射区,回波幅度先减小后小幅反弹的规律。该文可以增进对前向散射雷达目标回波特性的认知,为目标检测与识别提供支撑。     

双基地前向散射雷达探测与成像

前向散射雷达(Forward Scatter Radar, FSR)作为一种特殊的双基地雷达,可以利用目标在穿越收发机之间基线的运动而形成的前向散射信号进行探测、成像与识别。由于前向散射效应对提高目标雷达截面积具有重要意义,因此,前向散射雷达在反隐身探测方面具有显著的优势。文章首先综述了前向散射雷达截面积、前向散射雷达目标探测及阴影逆合成孔径雷达(Shadow Inverse Synthetic Aperture Radar, SISAR)成像的国内外研究现状,重点分析了前向散射杂波的统计特性、高精度参数估计与多目标分辨等关键难题;在此基础上详细介绍了前向散射雷达探测和SISAR成像研究的最新理论和实验进展,首次给出了基于北斗导航卫星的民航客机前向散射探测实验结果;最后,对前向散射雷达探测和成像的研究前景和发展趋势进行了展望,为隐身目标的探测与识别研究提供一种新的技术手段。      

前向散射阴影逆合成孔径雷达成像误差分析

阴影逆合成孔径雷达(SISAR)成像算法可以从前向散射雷达(FSR)目标回波中提取目标侧影轮廓像,其成像精度由目标的运动轨迹跟踪精度决定。该文基于小衍射角前向散射信号模型,解析推导了SISAR成像误差与目标运动轨迹跟踪误差的关系;分析了跟踪误差对目标侧影轮廓高度差和中线成像结果的影响,给出了对跟踪精度的定量要求。通过大量仿真验证了分析的正确性。     

基于光束空间展宽的水下前向散射成像模型

基于主动照明的水下成像技术一直是人们感兴趣的方向之一.水对光的强烈散射和衰减,尤其是多次散射效应,使水下光束传输过程变得十分复杂.为分析和仿真水下成像过程,提出了一种基于空间展宽的水下前向散射成像模型,其空间展宽采用Wells提出的调制传递函数(MTF),并考虑了介于目标与接收器之间的水体散射光对像面照度的贡献.模型弥补了Wells模型与实测结果的偏差,仿真图像与实测图像具有较好的一致性,表明了模型在水下前向散射成像仿真方面的有效性.     

前向散射雷达海面目标探测信号建模与分析

无人装备的兴起对当前海上防御造成了重大挑战,传统雷达成本高、系统复杂;前向散射雷达（FSR）具有结构简单、功耗小、成本低等优点,通过组网可以实现对海面要地目标大范围的探测监视。海浪的起伏变化和多径干扰会对海面目标的回波特性产生非常大的影响,本文分别给出了海浪起伏和多径干扰下目标的FSR回波信号模型,然后通过仿真实验对两种模型下目标的回波特性进行了比较,最终确定了多径干扰是低风速海浪下影响海面目标回波信号的最关键因素。      

雾的前向散射对距离选通成像系统的影响

根据辐射传输和Mie散射理论,给出了分析雾的前向散射对距离选通成像系统影响的计算方法。首先,采用雾的含水量和能见度的经验公式估计雾滴谱。其次,已知雾滴谱计算Mie散射相函数;进而获得视消光系数。最后,给出了考虑前向散射光的影响时,前向散射光、后向散射光和信号光在距离选通成像系统光电阴极面上的照度随时间的变化规律,以及光电阴极面上目标与背景图像的对比度。结果是目标上的照度、后向散射光和信号光在光电阴极面上的照度增加,目标与背景图像的对比度降低;前向散射光在光电阴极面上的照度远小于后向散射光。     

雨滴前向散射对光传输影响的研究

利用Mie理论和M-P雨滴谱分布，分析了粒子尺度及不同波长对消光效率因子的影响，详细推导了光波在雨中衰减的计算公式，得到了衰减与降雨率之间的确定关系，介绍了前向散射修正系数，分析了雨滴的前向散射对532nm波长光信号传播的影响，得到了经过前向散射修正后的衰减计算公式。     

以全球导航卫星系统为辐射源的前向散射雷达发展综述

前向散射雷达(FSR)可获得高水平雷达截面积(RCS)的特性使其在反隐身中占据重要地位。利用全球导航卫星系统(GNSS)作为辐射源,具有全天时全天候全地域覆盖的优势,通过部署多个接收节点可构建地面/海上/空中目标监视网络。该文针对基于GNSS的FSR发展现状,从目标检测、目标参数估计、阴影逆合成孔径雷达(SISAR)成像及目标分类识别等方面对关键技术和现存问题进行概述,并从组网探测、多目标定位、布站优化和极化信息获取等方面对基于GNSS的FSR发展趋势提出展望。     

前向散射型能见度仪的研制

前向散射能见度仪测量前向散射光强度,确定大气的消光系数,进而获得大气的能见度值。基于上述原理,考虑雾天大气散射特性,研制了一台前向散射能见度仪样机。通过样机室外雾天散射光强测量值与实地能见度值的比较,给出之间的修正计算公式。样机还在外场与国外同类仪器进行了实测数据对比实验。     

基于时频分析的双基地前向散射雷达侧影成像

介绍了双基地前向散射雷达侧影成像的原理,分析了该雷达回波中目标信号和杂波的时频特性,提出了利用小波分析剔除该雷达回波中杂波的方法,然后提出了利用时频分析估计目标径向运动参数的稳健的运动补偿算法,最后通过仿真证明了所提方法的有效性.     

双基地前向基射系统雷达截面（RCS）的研究

研究了双基地前向散射系统中雷达截面RCS的有关特点和计算方法。给出了如何使用RCS来提高系统进行多目标跟踪和探测时的性能的方法。     

Radar Scattering and Target Imaging Obtained Using Ramp-Response Techniques

The response from targets illuminated by a transient plane wave the time dependence of which takes the form of a ramp function has been used to generate signatures for conductive and penetrable targets. Modified geometrical profile functions of various targets are used to generate their ramp response, which in turn is used to evaluate their scattered fields as a function of frequency. In early time, the ramp response is proportional to the physical cross-sectional area of the target (as a function of time or distance as the wave propagates over the target). Thus, the ramp response can be generated from the target's geometry. This is then Fourier transformed to obtain the spectrum of the ramp response. To obtain the spectrum of the impulse response, this result is simply multiplied by (jomega)², where omega is the angular frequency. These simple steps can be readily performed by anyone with an electrical engineering background to obtain the backscattered fields to a reasonable approximation. These same fundamentals can also be used to approximate a target's image from the measured ramp response. This has been done for axial incidence of rotationally symmetric targets. It can be extended to non-rotationally symmetric targets using an iterative process.     

基于散射中心模型的雷达目标成像研究

雷达目标数据是验证和评估各种算法的基础,数据仿真由于不受条件和环境制约,是获取数据的重要途径,开展数据仿真研究具有重要的现实意义。研究了一种基于多散射中心模型的目标成像方法,仿真获得了坦克目标的一维距离像和二维SAR像,针对传统成像方法分辨率低的问题,将基于最小二乘—旋转不变技术的参数估计技术应用于雷达目标一、二维成像中,大大改善了雷达图像的分辨率和成像质量。     

Experimental 0.22 THz Stepped Frequency Radar System for ISAR Imaging

High resolution inverse synthetic aperture radar (ISAR) imaging is demonstrated by using a 0.22 THz stepped-frequency (SF) imaging radar system. The synthesis bandwidth of the terahertz (THz) SF radar is 12 GHz, which are beneficial for high resolution imaging. The resolution of ISAR image can reach centimeter-scale with the use of Range-Doppler algorithm (RDA). Results indicate that high resolution ISAR imaging is realized by using 0.22THz SF radar coupled with turntable scanning, which can provide foundations for further research on high-resolution radar image in the THz band.     

多波长散射光通量法测颗粒尺寸分布的实验研究

基于经典Mie光散射理论，提出一种改进的多波长散射光通量测量颗粒粒尺寸的方法，对标准颗粒及实际样品的实验研究表明，该方法不仅能测量颗粒的平均直径，还能给出尺寸分布。     

飞机尾流X波段雷达散射特性的实验研究

利用X波段新型多普勒天气雷达,针对起飞阶段的某型号运输机进行了飞机尾流探测实验。在显著偏离垂直入射方向的观测条件下,实验获得了尾流散射的中频回波数据。文中介绍了实验概况和数据处理流程,处理并分析了实验数据,获得了尾流散射的时间-多普勒速度谱和雷达散射截面（RCS）估计结果,在此基础上研究了尾流的雷达目标特性。结果表明,尾流具有多根时变谱线,各谱线的位置、强度近似呈对称分布;在距离雷达1．4km处,该型号运输机尾流的RCS约为-90～-80dBsm。     

一种基于相位补偿的前向散射阴影逆合成孔径雷达快速成像方法

传统的基于菲涅尔数值积分的前向散射阴影逆合成孔径雷达(SISAR)成像计算复杂且运算量较大。为提高运算速度,该文对SISAR快速成像方法进行了研究。首先提出一种基于快速傅里叶变换(FFT)的SISAR快速成像方法,并给出了FFT引入相位误差的补偿公式;随后通过对运动补偿后信号频谱进行分析给出了SISAR成像的采样准则,其指出成像所需的信号采样率可以远小于奈奎斯特采样率。仿真结果表明,利用FFT和低采样率的快速成像方法可以在精确成像的基础上大大降低运算量,具有实际工程意义。     

水下目标的前向散射探测

当物体靠近双基地声呐基线时,由于直达波的干扰,声呐系统存在检测盲区。根据巴宾奈特原理．物体的前向散射目标强度要比其他方向高出15dB左右,占据着一定的扇区宽度。提出利用这种物理现象实现对目标的探测。研究发现,当物体穿过基线时,前向散射信号对声场产生扰动。对浅海信道中的物体散射声场进行建模分析．讨论前向散射探测系统的性能,并提出检测方法,仿真实验验证了方法的可行性。