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.     

复杂目标地背景高频宽带建模仿真

提出了一种有效模拟电磁波在复杂目标与地背景之间多径传播的建模方法.应用多径回波模型模拟电磁波在地上静止目标与地表面间的多径传播,在现有高频区目标雷达散射截面计算方法的基础上,针对地面对电磁波的前向反射系数的影响,研究了复杂地面目标的雷达特征信号(包括一维距离像和二维合成孔径雷达(Synthetic Aperture Radar,SAR)像)的仿真方法.通过对比目标体直接散射及在考虑多径效应时的一维距离像、二维SAR像,分析了多径效应对地面目标宽带雷达回波的影响.通过仿真算例验证了所提方法的有效性.     

雷达目标的散射中心建模研究

雷达目标总散射场可近似为若干散射中心贡献的叠加,而每一个散射中心都对应着特定的电磁散射机理,这些特定散射机理的散射场可表示成输入为雷达参数（频率、极化、视向角）和目标参数（几何、材料）的参数化模型.散射中心参数化模型在雷达回波实时模拟、半实物仿真、雷达目标识别等领域得到了广泛的关注.文中总结了雷达散射中心模型的发展历程,包括散射中心数学模型和散射中心参数提取方法,以及散射中心建模的难点问题和未来的研究方向.期望该文可为从事该方面研究的科研人员提供一些参考.     

雷达目标全角度散射中心建模新方法

提出一种雷达目标全角度高维散射中心建模新方法,实现了基于一维宽带测量数据的高维散射中心模型重构.利用散射中心一维投影位置在空间的球面分布规律,提出一维--高维散射映射图(OTSM)表现目标高维散射特性,采用Hough变换提取稳定散射中心,采用最小二乘方法估计散射系数.对空间网格的密度没有严格限制,降低了建模需要的原始数据量,建立的模型能较好地概括目标在空间网格覆盖范围内的稳定点散射结构,并可外推到光学区其他频段.实例验证了方法和模型的有效性.     

基于雷达散射特性的高分辨率SAR图像自动目标识别

高分辨率SAR的迅速发展为自动目标识别提供了可能,为了克服存储海量模板带来的计算复杂性,发展基于模型的目标识别现已成为新的国际研究热点.先由目标的真实三维模型依据电磁波散射理论计算雷达散射截面(RCS),利用宽带合成孔径技术得出目标散射特性的空间分辨率图像,进而基于模拟图像实现目标的CFAR检测.最后利用我国机载高分辨率SAR图像对该方法进行实验,验证了本文提出的基于雷达散射特性目标识别的有效性.     

基于一维散射中心匹配的雷达目标识别

本文提出了一种新的基于目标一维散射中心匹配的雷达目标识别方法.该方法在计算两目标匹配函数之前,先根据目标尺寸大小在目标中心附近设定一个距离窗,将位于此距离窗以外的散射中心剔除,以减轻目标区域以外虚假散射中心的影响.对剩下的目标散射中心,根据两目标散射中心之间的距离,对目标之间的散射中心配对,然后定义两目标的匹配函数为所有配对散射中心的"匹配能量"和与两目标所有散射中心能量和的比值.对五类目标缩比模型的外场测量数据进行分类识别实验,结果表明该方法具有良好的目标识别能力,而且对加性高斯白噪声和雷达带宽不敏感.     

复杂动态海面与目标电磁散射及回波仿真研究现状与展望

海洋表面是一种高度不规则和时空不重复的复杂动态体系。海杂波是雷达电磁信号照射到海面产生的大量散射体回波的叠加,受风力、洋流、海浪等的影响呈现非均匀性和非平稳性。海杂波信号对海上目标的探测具有一定的干扰作用,尤其是高海情条件下,海浪起伏更加剧烈,目标信号极易淹没在强海杂波信号中,严重限制着雷达对海上目标的检测能力。海杂波及目标电磁散射特性研究是提升复杂海洋环境下目标检测能力的基础,以电磁波与实际复杂动态海面及目标电磁散射机理为基础,形成实际海洋环境下目标回波数据,对海杂波及目标雷达回波特征分析,实测数据集的补充,均存在重大意义。为了让更多相关研究者获得基于物理机理的复杂海环境与目标回波仿真方法近些年的发展和未来趋势,该文总结了回波仿真的3类方法,并针对海面与目标仿真场景特点,分析了3类方法的优劣和适应性,给出了部分仿真结果;还介绍了一些基于实测的回波数据集,可方便学者对回波特性进行分析;最后对复杂海面与目标回波仿真方法和特性研究的发展趋势进行了展望。     

一种利用相位信息的雷达目标成像识别方法

高距离分辨雷达（ＨＲＲ）的回波中蕴含丰富的目标信息,充分利用目标回波并采用恰当的特征抽取方法,可以有交地识别目标。本文提出一种利用相位信息和正则变换的目标识别方法。该方法基于雷达目标距离剖面像的幅度和相位矢量（幅相矢量）,首先由各训练目标在不同方位瓷态角时的幅相衡量构成综合矩阵并对之作正则变换建立正则子空间,然后奖每类训练目标各方位姿态的幅相矢量向该子空间投影形成子像,取其平均结果作为该目标的库特     

基于三维散射中心模型的一维距离像识别

提出了基于三维散射中心模型的两种距离像识别思路,第一种利用全姿态三维散射中心模型恢复各个姿态下的距离像模板并训练分类器,将待识别距离像通过训练后的分类器完成识别;另一种思路将全姿态三维散射中心模型向各个视线方向投影得到一维散射中心模板,采用特征提取方法从待识别距离像中提取一维散射中心特征并与散射中心模板匹配完成识别。由于训练数据或匹配模板都由三维散射中心模型实时生成,因此这两种方法都大大节省了存储空间。采用暗室测量数据和电磁计算数据对两种思路分别进行了仿真试验,结果验证了方法的有效性。     

高分辨SAR目标散射中心模型分析

散射中心是光学区雷达目标电磁散射的基本特征,是高分辨SAR图像解译的根本特征。以高分辨SAR图像解译为应用背景,分析了目前典型的三种散射中心模型（理想点散射中心模型、衰减指数和模型、属性散射中心模型）的优缺．点和适用条件,并导出了模型及模型参数间的关系。通过理论分析、仿真及实测SAR图像数据验证了属性散射中心模型是目前最符合高分辨SAR图像解译应用需求的散射中心模型。在此基础上,分析了属性散射中心的特性与特点,为研究基于属性散射中心模型的高分辨SAR图像特征提取及解译方法奠定了基础。     

一种改进的图像域SAR目标散射中心特征提取方法

散射中心是SAR图像目标识别的重要特征。本文基于属性散射中心模型，在文献[6]的基础上，提出了一种改进的图像域SAR目标散射中心特征提取方法。在该方法中，通过引入参数规则化处理步骤，解决了属性散射中心特征提取方法的收敛问题，提高了属性散射中心特征参数估计的精度和效率；提出了一种能同时实现散射中心数目确定和结构判别的方法，实现了散射中心类型的可靠判别。仿真数据和MSTAR实测SAR图像数据的实验结果，验证了本文改进的图像域SAR目标散射中心特征提取方法的有效性。     

通用化电磁散射靶船的建模与RCS计算

通过对国外多型现役舰艇舰体、舰载设备的分析,总结出其外部形体特征,建立了通用化、模块化电磁特性靶船模型,综合应用高频RCS分析方法,如物理光学法、一致绕射理论等,对该模型及其缩比模型的RCS进行了计算。对比缩比模型的计算结果和真实测量结果,证明RCS计算结果准确,模型反映了真实靶船的电磁散射特性,满足工程设计需要。     

高轨SAR非平直几何动目标成像影响建模

高轨SAR覆盖范围广、轨道回归周期短,具有探测动目标的优势。由于高轨SAR轨道高度高,斜视成像模式下几何关系呈现非平直特点,低轨SAR平直成像几何下的影响分析模型并不能直接适用于高轨情况。建立高轨SAR非平直斜视成像几何,利用等距离等多普勒方程推导得到匀速运动目标成像位置偏移、二次相位误差、三次相位误差的解析表达式,分析目标运动对成像偏移、散焦造成的影响,并与平直成像几何下的运动成像影响进行对比分析。基于动目标探测角度给出仿真高轨SAR雷达参数和轨道参数,通过仿真分析,验证了成像影响理论推导的正确性。     

步进频信号散射中心的提取及目标识别

针对宽带步进频测量雷达体制，用几何绕射理论（GTD）模型来描述目标宽带RCS测量数据，利用多重信号特征（MUSIC）算法估计目标散射中心的数目和位置，并将目标的散射中心作为特征进行目标识别。利用暗室测量的缩比目标模型数据进行目标识别实验，结果表明，用该方法提取的散射中心特征稳当有效，识别效果较好。     

SAIP系统中目标识别技术与性能分析

目前SAR已经成为一种重要的军事侦查手段,面对日益增长的SAR图像数据,如何实现快速、准确的解译是迫切需要解决的技术问题。针对SAR图像目标识别问题,系统分析了美国SAIP系统中的目标识别技术及其性能。     

基于CNN的SAR车辆目标检测

传统的SAR目标检测算法容易受到复杂背景的干扰,因此利用被广泛应用于图像目标检测和识别领域的Faster-RCNN方法,对复杂背景下的SAR图像进行车辆目标检测实验。在对样本数据进行预处理后对车辆真实位置进行标记,采用可视化的深度学习客户端对样本进行裁剪和旋转,扩充样本数据库。利用已充分训练的模型权重对ZF和VGG-16网络进行预训练,再利用扩充的数据集进行训练和验证,并使用包含MiniSAR数据的测试集进行测试。实验证明,ZF网络和VGG-16的检测效果类似,但是ZF网络因为网络层数更少因而检测耗时更短。     

非相参雷达目标回波的特征提取方法研究

在着重研究非相参雷达视频回波的基础上，对目标视频回波数据作预处理，借鉴波形特征树的波形特征描述方法，研究了一种基于非相参雷达目标回波的特征提取算法，并用大量的真实雷达目标数据对这种方法进行检验，实验结果表明，这种方法能有效描述目标特性。     

一种机载SAR地面运动目标成像模块设计

针对一体化机载合成孔径雷达/地面运动目标指示(SAR/GMTI)处理器实现多功能同步的难题,提出一种基于混合SAR/ISAR处理的地面运动目标成像处理模块设计,复用距离脉压数据实现场景成像、动目标检测以及动目标成像功能的并行。结合集成了多处理器的分布式内存体系结构的数字信号处理板卡,通过同构设计和链式数据缓存,每片DSP和其外存构成独立的成像处理节点。同时链路口互联结构可发送当前子孔径的脉压结果实现同步缓存,因此各成像节点可并发响应上位机对已检测动目标的成像请求。基于外场实测数据的处理结果证明了该设计的有效性。