基于散射中心模型的目标时域回波快速仿真

为快速获取超宽带电磁脉冲激励下雷达目标在时域上的电磁响应,提出一种基于属性散射中心正向建模的方法用于目标时域回波仿真。从目标几何模型出发,利用射线追踪、分集技术对空间中所有射线进行标记与归类,分离并定量表征目标的强散射源。基于属性散射中心模型,正向确定模型参数,构建出目标属性散射中心模型,在选定的辐射源激励下进行仿真计算,快速获取目标时域回波信号。以典型目标简化坦克为例,选取不同形式的超宽带电磁脉冲信号作为辐射源,基于正向建模方法构建简化坦克的散射中心模型,快速获取给定电磁脉冲激励下的雷达回波信号,并与利用高频仿真方法得到的一维距离像对比,结果具有较好的一致性,从而验证了利用散射中心模型快速进行不同辐射源激励下回波仿真的有效性。     

基于宽带毫米波工作体制的雷达目标识别方法探讨

对基于宽带毫米波工作体制的雷达目标特征获取和识别方法进行了综合分析和探讨.表明:在毫米波照射下,雷达目标可模型化为由多个散射中心组成的扩展目标;只要发射信号有足够的带宽,就可以从回波信号中获得各散射中心的空间分布、类型等特征;仿真结果说明,这种方法对高频区复杂目标的识别是有效的.     

太赫兹频段粗糙目标散射中心建模研究

太赫兹雷达可获取目标的精细散射特征信息,对于目标探测、成像和识别具有重要意义。针对太赫兹频段雷达目标散射中心建模问题进行讨论,分析了散射中心模型、目标回波和目标图像之间的内在物理关系,并基于粗糙面散射理论中的全波方法和信号处理中的滤波方法提出一种构建目标散射中心模型的方法,可同时描述粗糙目标的传统相干散射中心和非相干面散射行为,为太赫兹频段粗糙目标的散射回波仿真提供了一种有效的描述手段。     

基于时域弹跳射线法的海面复合目标近场回波仿真

雷达回波信号的获取对研究动态目标识别和雷达成像具有十分重要的意义。提出了一种基于时域弹跳射线法(Time Domain Shooting and Bouncing Ray, TDSBR)的动态目标回波仿真模型,用于模拟海上电大目标的近场雷达回波。该模型采用TDSBR方法直接在时域计算弹载雷达照射下的目标与海面近场复合散射特性,并结合“stop-go”方法模拟雷达与目标之间的相对运动,实现了弹载雷达照射下海上运动舰船目标的回波信号仿真。仿真结果表明,该模型可以有效呈现海面与海上目标的耦合效应,实现对目标速度和距离的预测,具有良好的精度和较高的效率,在海洋环境中弹载雷达的回波预测和目标检测中具有广阔的应用前景。     

粗糙地面上复杂目标的正向散射中心参数化建模研究

为了研究复杂目标与粗糙地面的复合电磁散射,提出了一种粗糙地面上复杂目标散射中心参数化建模的方法.首先对复杂目标进行高精度三维几何建模,同时对地面的三维几何模型进行数值模拟.然后直接从模型出发,采用射线分裂追踪技术对空间射线进行标记与归类,将复杂环境和目标的强散射源进行分离及定量表征.最后基于属性散射中心模型形式,正向确定散射中心模型的参数,构建粗糙地面上复杂目标散射中心参数化模型.文章给出了裸土上坦克的散射中心参数化模型,并将重构的合成孔径雷达（synthetic aperture radar,SAR）图像与可信的高频算法仿真SAR图像进行对比分析,重构结果与仿真结构具有较好的一致性,验证了对该类目标进行参数化建模的有效性,拓展了正向参数化建模目标适用范围.     

THz全尺寸凸体粗糙目标雷达回波散射建模与成像仿真

回波仿真是研究雷达成像体制、算法及后续应用的前提条件,目标散射建模又是回波仿真的重要一环。在THz频段,目标常常具有超电大尺寸,这使得利用经典电磁计算方法面临现实困难。而波长的减小使得目标表面粗糙起伏成为不能忽略的因素,这使得传统基于点散射模型的回波生成手段难以适用。如何对目标进行THz散射建模及高效的雷达回波生成成为亟待解决的问题。该文提出了基于面片分级的半确定性建模方法,采用粗糙面全波法计算面片的散射场,再将各面片散射场转换至目标坐标系并相干叠加得到带有相位信息的雷达回波。利用小尺寸粗糙模型,通过与高频数值方法进行对比,验证了该文方法的有效性,并给出了全尺寸锥体的成像结果。初步解决了THz频段全尺寸凸体粗糙目标散射建模及回波生成问题,为后续成像体制和算法研发打下了基础。      

基于FEKO的频率步进导引头回波仿真

频率步进雷达(SFR)导引头通过在频域进行带宽合成,距离分辨力显著提高,可以分辨出复杂目标的细节特征,从而进行抗干扰分析与目标识别。在进行SFR回波信号仿真时,要求回波模型能符合并反映目标的细节特征,目标不能等效为点目标,而散射中心提取法则意味着散射点的舍弃和合并,对目标的细节描述并不准确,为此提出基于FEKO的复杂目标回波信号产生方法。根据频率步进雷达信号时域特征,推导出直接利用FEKO的散射场数据进行时域回波计算的数学模型,并使用FEKO提取目标在各种入射角度下的散射场幅度和相位信息进行存储,在仿真时直接调用散射场数据进行时域回波计算,从而得到复杂目标的高拟真度回波信号模型,在空空导弹数字仿真、半实物仿真和抗干扰研究中具有实用意义。     

多次散射中心横向位置属性及图像表征

多次散射结构是不可忽视的重要散射来源,其等效视在散射中心往往偏离目标区域,目前的解译和识别方法不具备对SAR图像中的多次散射中心现象进行散射机理和散射结构溯源的能力。为深入挖掘多次散射中心位置的本质,本文以散射中心的理论为基础,正向建立了具有明确物理含义的散射中心模型,揭示了多次散射中心横向位置与复杂多次射线路径的联系,解释了多普勒频率的形成机制,并探讨了其在雷达目标识别中的应用。首先,本文从电磁散射物理过程出发,推导了任意阶次射线场的解析表达式;其次,结合正向物理推导获取的雷达回波信号表达式与逆傅里叶变换,表征了目标在单站雷达上的图像特征,实现了散射中心三维空间位置在单站雷达图像中的直接映射;最后,通过仿真,构建了多次散射射线光程、回波信号相位表征、雷达图像散射中心位置三者之间的物理关联。     

宽带雷达回波的高频电磁散射快速算法

提出一种将射弹跳射线法和等效边缘电磁流法与线性调频信号雷达信号处理过程相结合的高频电磁散射算法,该算法能够快速准确计算复杂电大尺寸目标的大时宽带宽雷达回波信号.利用宽带雷达回波计算结果,获得了目标的一维距离像和二维ISAR成像,验证了方法的正确性.     

超宽带线性调频雷达目标回波模型

超宽带雷达具有高分辨能力,它探测到复杂目标时,目标总的电磁散射是多散射中心的合成,回波信号不同于普通的窄带雷达回波。文中分析了在超宽带信号照射下的目标散射特性,得到超宽带雷达的一般模型。     

超宽带时域近距离高分辨ISAR成像

近距离目标超高分辨率微波成像技术在安全检测、非破坏性控制、生物医学等领域中有着非常重要的应用价值和广阔的应用前景。该文利用基于窄脉冲形式的超宽带时域雷达系统研究近距离目标的高分辨率ISAR成像,给出了仿真和实测结果。利用转台旋转目标,基于超宽带脉冲源和超宽带收发天线以及高性能取样示波器,配以同步触发脉冲和自行研发的数据采集软件,搭建了该时域雷达实验系统,提出了准确获取目标回波信息的实验条件,和实现回波延时精确校正的误差补偿方法。并针对采样时间窗内的杂波干扰,讨论了时域后向投影算法(Back Projection,BP)与背景对消技术相结合的成像算法,实现了分辨率为8 mm的近距离目标的成像,准确地反映了目标的位置、形状和大小等信息。     

超宽带条件下运动目标的高分辨分析方法

该文首先分析了在超宽带条件下静态雷达目标的频域响应特性,提出了一种更符合目标散射实际情况的高分辨分析参数化方法,该方法通过对目标回波进行ARMA模型状态空间近似,提取目标的散射极点来获得散射点的散射类型和距离信息。在目标存在运动时,目标的回波模型是由静态回波模型与一个含运动参数的多项式相位因子组成。据此,该文提出采用循环统计量的方法来进行速度估计,经过速度补偿消除运动影响后可获得超宽带条件下目标的散射极点的精确估计。仿真实验结果表明该方法对静止和运动目标都能够获得目标精确的一维距离信息和各散射点的散射机理类型,对于获取超宽带条件下目标高分辨分析是十分有效的。     

基于电磁模型的宽带雷达海杂波信号建模与分析

该文针对时变海洋面雷达回波信号模拟问题,建立了一种包含电磁散射机理与雷达波形调制特征的海杂波雷达回波信号模型.该模型首先建立一组具有时变特征的海面几何样本,通过对改进双尺度面元模型的加速处理,实现各时刻海面散射数据的高效模拟,并通过与测试数据的对比证实了电磁计算方法的准确性,然后采用子脉冲形式建立宽带回波信号模型,并以...     

基于EMD的无载波超宽带雷达目标检测算法

雷达系统的检测能力与回波采样数据中所包含的目标信号的数据量有紧密联系。无载波超宽带雷达体制下,发射脉冲可以由无载波高斯型信号表示,具有周期内持续时间极短、平均功率极低的特点。所以低信噪比就成为了影响其检测性能的重点问题之一。无载波超宽带雷达体制下的回波目标检测不能够继续沿用经典的频域相关接收的检测理论,由于受到系统信号的时域瞬态特性的影响,利用经验模态分解(EMD)算法对原始回波作初步去噪,同时重构目标信号;再通过包络对齐,完成多个回波的非相干积累。仿真结果验证了这种方法的可行性。