进动圆锥弹头双基地微多普勒特性分析

微动特征是弹道中段目标雷达识别的有效特征之一。该文首先利用由几何绕射理论推导的圆锥弹头散射中心模型确定了3个散射中心分别是锥顶及双基地角平分线在锥底平面上的投影与底面边缘的2个交点;然后建立了进动圆锥弹头双基地微多普勒模型,经化简可知双基地微多普勒模型与双基地角平分线上单基地雷达微多普勒模型相似,且双基地微多普勒幅值为单基地微多普勒幅值的半双基地角的余弦倍,这与单双站散射等效定理吻合;再通过分析3个散射中心的微多普勒模型得出了可用于进动和结构参数估计的3种相关性;最后利用电磁计算软件FEKO计算了圆锥弹头模型的双基地雷达截面积(RCS),通过对RCS序列的时频分析,验证了该文理论分析的正确性。     

炮弹起始扰动姿轨耦合建模与微多普勒特征分析

基于动力学与运动学原理的雷达回波建模是炮弹目标微多普勒特征分析与参数提取的理论基础。该文首先对炮弹在直线弹道段受到的起始扰动进行分析,结合炮弹目标动力学方程,建立了以两圆运动模式为特征的炮弹角运动模型,阐明了炮弹目标自旋、章动和进动等角运动的含义;在此基础上,推导了炮弹角运动产生的微多普勒信号参数化表征,获得了炮弹目标角运动对目标回波在信号级的映射关系;然后,对高速自旋炮弹和低速自旋尾翼炮弹两种典型目标角运动受起始扰动影响的雷达回波信号进行仿真和时频分析,并基于炮弹目标实测数据对比验证了理论分析与模型的正确性。通过理论分析、建模仿真与实验验证,丰富和验证了炮弹目标的微多普勒效应理论,为炮弹目标运动特性辨识提供了理论和技术支撑。     

外辐射源雷达直升机旋翼参数估计方法

外辐射源雷达是一种基于第三方非合作照射源的新体制雷达系统,在微多普勒效应目标分类和识别方面具有独特的优势,而其特点也决定了微多普勒效应参数估计方法需要具有良好的抗噪性能且计算量要小。针对上述问题,该文依据外辐射源雷达直升机旋翼微动信号模型,提出了利用时频域中回波闪烁特征进行直升机旋翼参数估计的新思路。通过对时频图中正负频率轴数据的幅值分别进行累加,提取出回波闪烁参数,同时,依据微动信号内在特性构建字典矩阵,利用正交匹配追踪算法实现了叶片长度、叶片数量、旋翼转速等参数的估计,相比常规Hough变换参数估计方法,该文方法更准确,更迅速。仿真和实测证明了该文方法的有效性。      

基于PF-TBD的双基地微多普勒提取

时频分布-Hough变换是目前单/双基地微多普勒参数化估计的主要方法。该文首先介绍了进动钝头双锥弹头双基地微多普勒模型,然后针对时频图中散射中心的幅值分布特性未知导致无法确定Hough变换的参数域空间的检测门限这一问题,该文引入了PF-TBD算法来检测散射中心存在性,思想是将时频图中散射中心微多普勒曲线视为目标的运动轨迹,利用PF-TBD算法实现对微多普勒曲线的检测前跟踪,再利用Hough变换提取微多普勒曲线,逐步检测和提取所有微多普勒曲线。最后针对某双基地下的进动钝头双锥弹头微多普勒时频图,提取了图中所有微多普勒曲线,验证了算法的可行性。      

基于时频图的微动目标运动参数提取和特征识别的方法

空间运动特征是导弹目标识别所依据的主要目标特性之一。该文通过在散射中心模型下,研究了导弹微动时回波的时频变化的特性,并由此提出了一种用于估计多散射点瞬时多普勒的线性和的新方法。对该线性和做傅里叶变化,能够有效地估计目标自旋、锥旋、进动频率,周期等运动参数。在此基础上,提出多普勒线性和的傅里叶谱的波形熵特征可以很好地用于实际中弹头和诱饵的识别。结果表明该方法可有效地区分弹头和诱饵。     

数字电视外辐射源雷达多旋翼无人机微多普勒效应实验研究

该文论述了利用数字电视外辐射源雷达开展多旋翼无人机微多普勒效应实验的研究结果。首先建立了双基地外辐射源雷达无人机微动信号模型,接着简要阐述了微动信号提取的相关关键技术,最后重点介绍了实验开展情况,包括实验场景配置、无人机微多普勒效应实验典型结果与分析。实验结果与无人机运动参数的理论分析相符合,证实了利用数字电视外辐射源雷达实现多旋翼无人机微多普勒效应探测的技术可行性。      

基于微多普勒的圆锥弹头进动与结构参数估计

微动特征是弹道中段目标雷达识别的有效特征之一。该文首先推导了圆锥弹头的锥顶散射中心和锥底平面上两个滑动散射中心的微多普勒表达式,与由几何绕射理论得到微多普勒时频曲线进行对比,发现锥顶散射中心的微多普勒时频曲线有细小差异,其他两个散射中心的很吻合。通过分析这3个表达式发现3个散射中心的微多普勒具有3种相关性。针对这3种相关性论文提出了在不同入射角下提取微多普勒时频曲线的离散点进行进动和结构参数估计的方法,并进行了仿真实验提取了进动和结构6个参数,且估计效果较好。     

基于HRRP序列的钝头倒角锥目标微动特性分析及参数估计

合适的弹头结构建模是正确估计弹头参数的基础。该文提出一种描述弹头的钝头倒角锥模型,该模型将球冠散射中心和倒角散射中心看作是滑动散射中心,并引入锥体侧面遮挡效应对散射中心位置的影响,给出散射中心位置变化的一般形式;接着分析了钝头倒角锥模型各个散射中心的微动特性;在此基础上,提出了一种估计目标运动参数和结构参数的非线性优化的方法;最后,仿真结果验证了该文模型的正确性及参数估计方法的有效性。     

双基地ISAR 系统中分辨率分析及微多普勒效应研究（英文）

由于空间的高度复杂性,双基地雷达系统中目标微动产生的微多普勒信息与单基地体制雷达有较大区别。双基地逆合成孔径雷达（ISAR）可以看做获得非协作目标图像的雷达成像工具。该文首先分析了双基地ISAR 系统的2 维分辨率,并提出了合多普勒带宽的概念来分析方位分辨率和它的空变性。然后,详细研究了双基地ISAR系统中旋转和振动所产生的微多普勒效应。基于双基地ISAR 系统和单基地ISAR 系统微多普勒效应的不同,该文提出了一种扩展Hough 变换来提取目标的实际微动特征。最后,通过仿真实验验证了结论的正确性和有效性。      

基于特征谱的空间锥体目标识别方法

弹头与诱饵在中段飞行过程中存在不同的微动。弹头的微动为进动,诱饵的微动为自旋或摆动。根据弹头与诱饵在飞行过程中微动差异,提出了应用特征谱作为识别特征的分类方法。首先分析了进动、摆动及自旋目标回波信号的微多普勒特性。分析结果表明进动、摆动与自旋目标的微多普勒谱均可以近似为线谱,但是存在明显差异。因此提出应用谐波和的数学模型提取特征谱作为分类特征。最后给出特征谱提取方法及特征的降维方法。仿真结果表明,该方法能够有效地识别目标。     

基于组网雷达的有翼弹道目标三维成像

组网雷达的多视角特性有利于获取目标的真实空间结构。该文在构建有翼进动目标回波模型的基础上,分析不同类型散射中心的微多普勒信息变化率的变化趋势,对微多普勒信息进行分离提取。利用非线性最小二乘拟合获取散射中心的幅度、相位信息。基于微动特征的不变性,利用多部雷达锥顶散射中心的幅度信息估计微动特征和坐标转换参数。然后根据各散射中心在不同视角上投影分量的差异,实现尾翼散射中心的匹配,之后求解散射中心的瞬时空间位置,实现目标重构。仿真验证了算法的有效性,并分析了微动参数和信噪比对重构结果的影响。     

Radiative transfer model for microwave bistatic scattering from forest canopies

A bistatic forest scattering model is developed to simulate scattering coefficients from forest canopies. The model is based on the Michigan Microwave Canopy Scattering (MIMICS) model (hence called Bi-MIMICS) and uses radiative transfer theory, where the first-order fully polarimetric transformation matrix is used. Bistatic radar systems offer advantages over monostatic radar systems because of the additional information provided by the diversity of the geometry. By simulating the forest canopy scattering from multiple viewpoints, we can better understand how the forest scatterers' shape, orientation, density, and permittivity affect the canopy scattering. Bi-MIMICS is parametrized using selected forest stands with different canopy compositions and structure. The simulation results show that bistatic scattering is more sensitive to forest biomass changes than backscattering. Analyzing scattering contributions from different parts of the canopy gives us a better understanding of the microwave's interaction with the tree components. The ground effects can also be studied. Knowledge of the canopy's bistatic scattering behavior combined with additional synthetic aperture radar measurements can be used to improve forest parameter retrievals. The simulation results of the model provide the required information for the design of future bistatic radar systems for forest sensing applications.     

微多普勒理论建模与仿真研究

微多普勒被认为是雷达目标的"惟一"特征,"惟一"是指不同的微运动会有不同的微多普勒,从而基于目标微动差异提取相应的微多普勒特征可用于雷达目标识别.在介绍微多普勒相关概念的基础上,建立了刚体目标的一般微动模型及其微多普勒理论模型,并具体研究了锥体弹头和诱饵的微多普勒.最后通过仿真对雷达回波基带信号采用时频分析方法提取出弹头和诱饵的微多普勒特征,从而为真假目标的识别提供了新的依据.     

含旋转部件目标双基地ISAR微动特征提取及成像研究

由于空间的高度复杂性,双基地雷达系统中目标微动产生的微多普勒信息与单基地体制雷达有较大区别。该文以含旋转结构部件目标为例,推导了双基地ISAR系统中目标微动产生的微多普勒效应,并详细分析了其在距离-慢时间2维谱图域内的表现形式及特点。针对双基地雷达收、发分置的特殊空间结构的影响,修正了基于扩展Hough变换的目标微动信息谱图域提取方法,并通过仿真验证了修正方法在双基体制ISAR成像系统中的有效性。     

雷达目标双基地散射特性研究进展

随着同步技术和高性能计算的发展,双/多基地雷达的"四抗"优势逐渐得以实现,双/多基地雷达成为当今雷达领域关注的焦点.雷达目标的双基地散射截面积(RCS)、双基地散射中心、双基地极化等特性与目标单基地散射特性相比,具有显著的差异.只有深刻理解雷达目标双基地散射特性才能充分挖掘双/多基地雷达在目标检测、特征提取与识别方面的...     

基于自旋运动的高速弹头成像方法

高速弹头目标成像是雷达领域的研究热点与难点。不同于常规目标,高速弹头在沿弹道运动的同时常伴随特定的自旋运动,使得雷达回波包含的多普勒信息更为复杂,对雷达高分辨成像提出了更为严峻的挑战。针对这一难题,该文从3 个层面对基于自旋运动的高速弹头成像方法进行了研究。首先研究了具有轨道运动并伴随自旋运动高速弹头的雷达回波特性,揭示了回波相位信息的变化特点;其次,基于回波特性分析结果,提出了一种基于Wigner-Hough 变换(WHT)的自旋弹头目标回波轨道运动补偿方法以及基于自旋运动的成像方法;最后,利用仿真数据对提出方法的有效性以及基于自旋运动成像方案的优势进行了测试,结果表明:在达到一定信噪比时该文成像算法性能稳健,较好地解决了高速弹头的速度估计难题和成像算法的复杂性问题。      

谐振区自旋目标微多普勒效应研究

微多普勒模型建立在散射中心假设基础上,将目标抽象为散射点集,适用范围局限于光学区电磁散射。文中针对谐振区目标微多普勒效应进行研究,利用电磁散射方法对典型几何体的微多普勒进行仿真计算,模拟了典型散射体在典型运动模式下的微多普勒瞬时频谱分布,发现瞬时微多普勒呈现一定频谱分布,与光学区的微多普勒特征呈现本质区别。