空间目标宽带雷达特征信号仿真建模

空间目标宽带雷达特征信号包括其高分辨一维距离像和二维ISAR图像,空间目标宽带雷达特征信号仿真建模对空间目标探测、识别研究具有重要意义。在光学区复杂目标RCS特征信号计算基础上,重点研究了空间目标宽带雷达特征信号包括高分辨一维距离像和二维ISAR图像仿真建模方法。仿真目标和实际复杂空间目标宽带雷达特征信号仿真建模的实验结果验证了其有效性。     

空间碎片的低分辨雷达二维成像及其运动补偿算法

地基雷达一直是空间碎片监测的强有力工具,现有的雷达数据处理方法的缺陷逐渐显现,需要新的方法以应对空间环境的日益恶化。本文针对空间碎片特有的运动特征和物理特征,给出了一种利用低分辨雷达获取小尺寸空间碎片二维雷达成像的方法。该方法通过对目标的窄带雷达回信号的相干积累得到目标的瞬时一维横向像,然后将一维横向像序列按照转动角度重排,最后利用各散射点横向距离投影的正弦变化特征,在过距离零点的圆上进行幅度非相干积累获得目标二维图像。分析了目标平动对成像的影响,并给出了基于最小熵准则的运动补偿算法,点目标的仿真结果验证了成像算法和运动补偿算法的有效性。     

面向识别的雷达回波仿真技术可信度分析

按照系统仿真技术的一般方法研究了面向识别的雷达回波仿真技术的基本原理和模型。根据目标的三维CAD模型,利用电磁计算方法得到全姿态的一维距离像模板。在凝视状态下,利用雷达发射信号和目标的一维距离像模板模拟目标低分辨率回波;在扫描状态下,利用全姿态一维距离像重构不同角区中目标的散射中心模型,结合雷达波束的扫描方式获得仿真回波。最后立足仿真结果的校验,提出了可用于分析雷达目标回波仿真技术可信度的一些准则和方法。     

稀疏分解在雷达一维距离像中的应用

雷达一维距离像成像本质上是对雷达目标散射特性进行信号表示的过程,它以其获取的简单性及有效性,在雷达成像及目标识别方面得到了广泛的应用。针对雷达目标几何绕射参数化模型,利用稀疏分解方法,研究了高分辨一维距离像的重构及特征提取问题。以此可以避免奈奎斯特采样定理的弊端,以更贴近信号本质特征的方法处理雷达回波信号。通过匹配追踪算法,寻找最佳匹配原子的位置,以此估计雷达目标散射点参数。实验结果表明该方法在信号重构及特征提取方面的有效性。     

舰船目标一维距离像特性分析

针对舰船一维距离像目标识别中目标位置、海面起伏和雷达信号形式等参数不确定造成识别困难的问题,建立了舰船散射中心模型,对舰船目标的一维距离像进行仿真,研究了距离像对姿态角、海面起伏、雷达带宽以及加窗处理的敏感性,并通过CST微波工作室对仿真结果进行验证。结果显示,一维距离像对方位角具有强敏感性,但在一定角度范围内,一维距离像具有相似性;雷达带宽越窄,一维距离像的方位角敏感度越低;海面起伏越小,海面的多径效应越显著;加窗处理可以抑制距离旁瓣,但同时展宽主瓣,降低了雷达距离分辨力。     

一种获取雷达目标一维距离像的方法

利用高分辨一维距离像进行目标识别在现代雷达中已成为一个重要的研究课题。本文基于雷达信号设计和互相关接收处理技术,研究了一种利用目标回波,逐次获取一维距离像的方法。与冲激雷达相比,这种方法能显著提高信噪比,并且这个方法的收敛速度快,一般迭代10次以内即达到稳定。     

调频步进雷达扩展目标高分辨距离像分析

本文首先对扩展目标的一维距离像进行了离散建模;然后给出了扩展目标调频步进雷达回波信号的数学模型,证明了调频步进雷达相参合成扩展目标一维距离像原理;文章分析了目标运动对合成距离像的影响,推导了运动目标合成距离像的距离单元走动计算公式,给出了运动目标一维距离像二次相位误差补偿的速度临界值;最后给出了计算机仿真,证明了本文的结论.     

基于高分辨一维距离像及其特征的空间目标识别效果分析

目标高分辨一维距离像(High Resolution Range Profile, HRRP)中包含了丰富的目标尺寸、结构等目标特征,是进行空间目标身份识别的有效途径。但由于卫星宽带雷达实测数据获取难度大,前期相关研究多集中于基于HRRP的目标识别算法,结论也多是基于仿真数据和少量类别(几类)的前提下得到的,与工程应用实际情况有较大差距,工程指导意义有限。为解决这一问题,基于地基雷达获取的30类卫星目标的大量一维距离像实测数据,从识别正确率的角度对目标HRRP及其特征(组合)的可分性和在空间目标个体识别中的应用效果进行了量化分析,分析结果可为后续基于HRRP的空间目标个体识别技术研究和工程应用提供可靠依据。     

基于ICA的雷达目标二维结构提取方法研究

雷达目标一维距离像反映了其散射中心在雷达径向上的分布,对同一目标多角度的一维距离像分别提取其散射中心相对位置,经过散射中心匹配后再利用独立成分分析对其处理,可以得到该目标的二维结构,为进一步的目标识别创造了条件。通过对具有多散射中心的简单雷达目标一维距离像进行仿真实验,结果表明算法有效。     

频率步进太赫兹雷达的一维高分辨距离像

频率步进信号是一种较常用的距离分辨力高的雷达信号,常用于雷达的目标识别,而太赫兹波比微波信号波长短,更易于实现距离高分辨力。利用0.2 THz步进频率太赫兹雷达实现了高分辨一维距离像,分析了步进频率雷达系统中一维高分辨力距离像的成像原理,对0.2 THz步进频率雷达系统进行了介绍,最后,用Matlab对太赫兹雷达高分辨力进行了仿真,仿真结果表明,频率步进太赫兹雷达对静止目标达到了厘米级的高分辨力,而对于运动目标存在距离发散和耦合时移,速度越大,失真越大。     

基于keystone变换的微弱目标检测

提高雷达对微弱目标探测能力的主要方法是增加积累时间.根据传统PD雷达的设计原则,在相参积累时间内,目标的距离走动不能超过半个距离单元,也就是说相参积累时间受限于目标运动.对于高距离分辨雷达或观测高速目标的雷达系统,这种限制是很难满足的.本文提出一种基于keystone变换的运动补偿方案,可以在没有目标运动速度信息条件下校正距离走动,从而使积累时间不再受目标运动的限制.     

高速目标雷达微多普勒特征提取

目标组成部件的机械振动或旋转(微运动动力学)会在目标的雷达回波上产生频率调制,人们将由振动或旋转产生的调制称为微多普勒现象。微多普勒特征可以被认为是运动物体的独特现象,能够提供用于目标分类识别的附加信息。文中关注高速目标的微多普勒特征提取,讨论了高速带来的距离走动补偿、平动多普勒位移校正、雷达信号条件和微多普勒特征提取方法,仿真了一种高速目标微多普勒分析方法,仿真结果验证了该方法的有效性。     

雷达目标多维特性分析与应用

实际目标的雷达特性是多维空间中的函数,但雷达观测只能获得多维特性在低维空间中的切片或投影,深入分析有限的雷达观测数据蕴含的目标特性信息,对提升目标检测识别性能有重要意义.从三维散射率分布函数出发,推导了不同维度雷达图像与散射率分布函数积分投影的傅里叶变换对关系,并通过分析该关系所隐含的近似条件,指出实际目标散射特性的复杂性,得出了多维空间中形式化的散射模型.基于散射中心和雷达图像从不同的角度对多维散射模型的低维映射进行分析,给出了若干目标特性分析实例,包括棱形结构的相位逆转现象、多次散射的极化相位关系、空间目标腔体结构的色散现象、柔性结构的图像散焦效应等.形式化多维散射模型和低维映射研究方法为分析复杂目标的雷达散射特性提供了参考.     

Blind-velocity SAR/ISAR imaging of a moving target in a stationarybackground

A synthetic aperture radio/inverse synthetic aperture radar (SAR/ISAR) coherent system model and inversion to image a target moving with an unknown constant velocity in a stationary background are presented. The approach is based on a recently developed system modelling and inversion principle for SAR/ISAR imaging that utilizes the spatial Fourier decomposition of SAR data in the synthetic aperture domain to convert the SAR system model's nonlinear phase functions into linear phase functions suitable for a computationally manageable inversion. It is shown that SAR/ISAR imaging of a moving target can be converted into imaging the target in a stationary squint-mode SAR problem where the parameters of the squint-mode geometry depend on the target's velocity. A method for estimating the moving target's velocity that utilizes a spatial Doppler analysis of the SAR data within overlapping subapertures is presented. The spatial Doppler technique does not require the radar signal to be narrowband, so the reconstructed image's resolution is not sacrificed to improve the target's velocity estimator.     

一种调频步进雷达目标的运动补偿方法

介绍了调频步进雷达中多普勒效应对距离像的影响,分析了在调频步进雷达中进行运动补偿的思路,在此基础上提出了一种采用频率步进雷达中最小脉组误差准则的速度估计方法对调频步进雷达中运动目标进行速度估计和补偿的方法。理论分析和计算机仿真结果表明,该方法具有可行性,并兼有测速精度高、抗噪声性能强的优点。     

Two-dimensional scattering center extraction based on multiple elastic modules network

The concept of scattering centers on a target is commonly used for radar signature modeling and data compression, as well as target recognition. In particular, two-dimensional (2-D) scattering centers are useful features in automatic target recognition, which uses a synthetic aperture radar system, because they are directly related to physical scattering mechanisms and also have small dimensionality. We propose a new technique for estimating 2-D scattering centers using radar data in the frequency-aspect domain. The technique first estimates one-dimensional scattering centers at several aspects, and the multiple elastic modules network optimization is exploited to find 2-D locations and amplitudes of the target's scattering centers. Experimental results illustrate that the proposed method is efficient not only for estimating 2-D scattering centers on the target but also in computation.     

雷达导引头成像识别新技术

提出了一种适于工程应用的雷达导引头成像目标识别新方法,采用DBS成像、前视单脉冲波束锐化技术及高分辨一维距离成像技术,较好地解决了导引头对目标的远距离前斜视跟踪和近距离前视跟踪问题。实测数据仿真结果表明,基于强散射点的DBS图像点特征匹配算法具有较高的匹配可靠性和匹配精度,满足了雷达导引头DBS图像识别的工程使用要求,具有较高的实用价值。     

适合于大型平稳和机动目标的成像算法

逆合成孔径雷达成像一般采用距离-多普勒(R-D)成像方法[1],在这方法中,距离走动一般不予考虑,实际当目标较大,目标周围散射点通常发生较大的距离走动,我们已经提出一种距离走动校正方法[2]但是这种方法一般要求散射点分布比较稀疏,且多普勒走动不严重,对于机动目标,这方法就失效了,为此,我们提出,根据低分辨回波或高分辨回波,对目标中心或重心对准聚焦后,在目标数据域通过时间的尺度变换,即通过keystone插值的方法(或者方位向DFT-IFFT,或方位向SFT-IFFT),校正距离走动,距离压缩后(IFFT),对平稳飞行目标,只需要方位压缩(方位FFT),就可获得目标像,对机动目标,要分距离单元进行时频分析,可以采用已有的瞬时成像方法,获得距离一瞬时多普勒动态像,仿真数据和实测数据的处理表明这种方法是有效的.     

干扰合成孔径雷达的统一方程

合成孔径雷达(SAR)是当前的一种新型雷达体制,它既能测定目标的座标位置又能对目标成像,不论在军用还是在民用都有广泛的应用和广阔的发展前景,当然也就成了雷达干扰研究的重点对象。我们应用了几年的时间,分析了对SAR的干扰原理;推导出对SAR的干扰方程;做了多种仿真干扰试验,室内小功率模拟干扰试验和实际飞行干扰试验,获得大量干扰数据和干扰图像,证明了推导的干扰方程的正确性。还证明了常规脉冲雷达的干扰方程与SAR的干扰方程可以统一成一种方程。只是在计算干扰等效功率时,取不同的干扰压制系数即可。