曲靖非相干散射雷达在空间碎片探测中的应用

目前,空间碎片探测方面的研究越来越受重视,曲靖非相干散射雷达的建成进一步加快了我国空间碎片探测的步伐.本文基于曲靖非相干散射雷达基本特性,首先利用Mie理论研究了498MHz、500MHz和502MHz三个频率理想球形目标的散射特性并进行了分析,结果表明目标大部分散射能量分布在前向及其附近方向;然后以编目为14209的空间碎片为例,通过该雷达的探测得到其后向雷达散射截面（RCS）为0.0043m²,并给出了该雷达的最小可探测目标,这说明了曲靖非相干散射雷达在空间碎片探测方面具有优良的性能,目标电磁散射截面按500MHz计算正确有效,并能够满足工程需要.最后,以西安7.3m和1m天线为例分析了该结论对非相干散射雷达优化布站以及组网探测空间碎片具有参考价值.     

空间碎片地基雷达探测综述

微动特征是空间碎片目标特性研究与识别的重要特征量。为提升非相干散射雷达在空间碎片微动特征提取中的应用,设计了一种基于雷达的目标微动特征提取方法,包括距离徙动修正、目标平动速度和加速度余项修正、时频分布计算、逆Radon变换等,并利用曲靖非相干散射雷达实测回波数据进行分析验证。结果表明,利用非相干散射雷达实测回波可有效提取空间碎片自旋或翻滚半径、周期、频率以及姿态角等特征参数,进而初步判断其形状,仿真和实测数据分析结果与预期情况基本相符。本文工作验证了电离层非相干散射雷达用于空间碎片微动特征提取的可行性,为空间碎片监测与目标特性研究识别提供了新技术手段。

     

空间碎片地基雷达探测工作频率探讨

简述了国外空间碎片地基雷达探测系统的工作频段,然后从最大探测距离、雷达散射截面、大气传播损耗和频段外部噪声等与频率的关系分析了工作频率的选择方法,最后对分析进行总结,证明了所论述内容的科学性和可行性。     

曲靖非相干散射雷达探测空间碎片初步成果

在介绍曲靖非相干散射雷达的基本情况和工作参量的基础上,给出了雷达探测空间碎片的灵敏度,报道了2014年11月18日空间碎片探测的实验结果,与理论轨道计算值比较,目标的距离值有很好的一致性,确认了7个编目碎片,证实了利用曲靖非相干散射雷达开展空间碎片探测的可行性。经过进一步的技术革新,曲靖非相干散射雷达有望观测直径为5 cm左右的空间碎片,并通过组网等技术手段进一步扩充空间碎片和其他自然天体目标的跟踪能力。     

北极500 MHz非相干散射雷达空间碎片凝视探测的统计分析

对北极500 MHz非相干散射雷达2007年5月-2008年2月期间73天的空间碎片观测数据进行了统计分析.主要结果如下:1）共观测到88 679个空间碎片,每天平均约1 215个,每小时平均约50个;2）800~1 000 km的空间碎片数目明显多于其他探测距离门区域,空间碎片速度在-1.25~1.25 km/s对称分布,空间碎片尺寸主要分布在3~10 cm区间;3）从数天的短时间尺度来看,空间碎片分布特征变化较小;从数月的长时间尺度来看,空间碎片数量总体呈增加趋势,高度分布范围由集中逐渐扩散;4）860 km高度上的空间碎片数目出现时隔五个月的特别起伏变化;5）从地方时分布看,6-8LT和12-14LT空间碎片数目变密集.以上结论增加了对北极空间碎片分布特征的认识,对我国的空间碎片建模具有重要意义.     

非相干散射雷达探测空间碎片实验研究

这是我国首次用欧洲非相干散射雷达探测空间碎片的实验。根据非相干散射探测原理和空间碎片高度分布的规律,采用匹配滤波方法处理了2010年3月25日15小时实验数据,每小时平均24个碎片,用统计方法分析了碎片高度分布。结果表明:大部分碎片分布在高度为800~1000 km之间,与碎片高度分布理论一致,与中国科学院国家天文台空间碎片预测理论模型比对,比较2010年3月25日10点31分05秒目标信息,高度误差仅为0.97 km,确认为碎片国际标识为1965-016F的美国报废业余通信卫星,证实了非相干散射雷达设备直接探测碎片的可行性。     

空间碎片SRMF-CLEAN成像算法

提出一种空间碎片SRMF-CLEAN成像算法.该算法成功地将太空碎片运动的先验知识纳入到雷达成像过程之内,成像中利用单距离匹配滤波(Single Range Matching Filtering,简称SRMF)快速算法有效提高了分辨率与成像速度,并采用点扩展函数参数化模型,通过修正CLEAN算法抑制点扩展函数扰动的影响.二者结合,有效地实现了太空碎片高分辨成像.理论推导和仿真结果验证了该方法的有效性.     

昆虫雷达散射截面积特性分析

昆虫雷达是观测昆虫迁飞最有效的工具。研究昆虫的雷达散射截面积(RCS)特性对于昆虫雷达目标识别有着重要意义。该文将分析昆虫的静态RCS特性和动态RCS特性。首先,基于实测的X波段全极化昆虫RCS数据,分析昆虫的静态RCS特性,包括水平和垂直极化RCS随体重变化规律以及昆虫极化方向图随体重的变化规律。其次,总结当前通过电磁仿真研究昆虫RCS特性所用到的介质和几何形状模型,并对比了水、脊髓、干皮肤和壳质与血淋巴混合物4种介质和等体型扁长椭球体、等质量扁长椭球体和三轴椭球体3种几何模型组成的12种介质模型,经过电磁仿真结果与实测数据相对比发现脊髓介质等质量扁长椭球体模型与实测昆虫RCS特性最接近。然后,基于Ku波段高分辨昆虫雷达外场实测昆虫回波数据,分析了昆虫动态RCS的起伏特性,将实测昆虫动态RCS起伏数据与4种经典的RCS起伏分布模型χ², Log-normal, Weibull和Gamma分布分别进行了拟合分析,从最小二乘拟合误差和拟合优度检验结果可以看出,相比于其他3种模型,Gamma分布可以较好地描述昆虫目标RCS起伏的统计特性。最后,综述了昆虫RCS特性在昆虫雷达测量昆虫朝向、体重等参数测量的应用。

     

反射面天线带内雷达散射截面

天线的雷达散射截面是结构散射项和模式散射项两个部分组成。在天线工作频率上，虽然模式散射 可以通过调整馈源匹配使其很小，但是宽频带的匹配实现起来并不容易。     

雷达散射截面预估的可视化技术

ＲＣＳ计算的可视化技术是高频ＲＣＳ预估方法与计算机图形学相结合的方法，以非均匀有理Ｂ样条函数的构造自由曲面，以计算机硬件自动处理目标遮挡面，并自动提取计算所需的几何信息。本文给出ＰＯ方法和可视化方法结合的一些结果。     

目标雷达散射截面的高频适用条件

根据雷达方程中雷达散射截面参数的物理意义，提出了可以将目标雷达散射截面看成为反射面天线的分析模型，用该模型估算了任意形状平板导体目标后向雷达散射截面，分析了亚毫米波频段使用雷达散射截面参数的适用条件，提出了亚毫米波频段雷达方程中应用雷达散射截面参数的限制条件，给出了平板导体在目标近场条件下，目标实际的雷达散射截面的变化规律，以及与对应情况下平面波照射时的雷达散射截面的关系。     

空间碎片普测雷达的体制选择

空间碎片数量不断增加,建设我国空间目标碎片普测雷达的需求日益加强.体制选择是空间碎片普测雷达方案论证的一个重要方面,本文重点比较分析了单屏电磁篱笆体制(NAVSPASUR系统体制)、同时双屏电磁篱笆体制、Graves体制及常规相控阵雷达体制4种雷达体制的探测性能.结果表明:单屏电磁篱笆体制是我国空间碎片普测雷达较好的选...     

短波雷达目标散射截面的计算

利用矩量法(MOM)仿真计算了短波波段小型飞行器的雷达散射截面(RCS)，为了快速获得大型舰船的短波RCS，则利用了图形电磁计算方法(GRECO)。通过对仿真结果分析和解释，计算结果是符合实际情况的。所开发的GRECO软件在大尺寸目标的RCS计算中是准确、高效的，可以为短波雷达系统的研究提供可信的仿真数据。     

空间碎片监测技术研究

结合空间目标环境,阐述了空间碎片监测的重要性。对国外空间碎片地基和天基监测手段(雷达、光学望远镜)进行了综述,并分析了相应的监测效能。通过对国外空间碎片监测技术的研究,指出了空间碎片监测的发展方向。该文对空间碎片监测发展具有重要的指导意义。     

复杂目标雷达散射截面计算方法的新进展

综述最近几年来国内外在复杂目标雷达散射截面计算领域的新进展；本文着重分析了ＧＲＥＣＯ、ＣＡＤＤＳＣＡＴ、ＲＡＮＵＲＢＳ、ＲＥＳＰＥＣＴ及ＸＰＡＴＣＨ五个软件包中采用的分析处理方法及各自的优缺点；最后针对目前存在的一些问题，提出相应的可能解决方案，并对该领域的发展方向提出了自己的看法。     

雷达散射截面的矩量法计算

雷达散射截面是反雷达隐身与雷达反隐身领域中的一个极其重要的概念．较为详细的介绍了雷达散射截面的物理机理及多种预估方法,并在此基础上用矩量法计算了两种电中小尺寸散射体的雷达散射截面．     

双反射面天线的雷达散射截面

近年来,降低天线的雷达散射截面已是电子对抗领域中的重要课题。该文针对已广泛应用的双反射面天线讨论降低其雷达散射截面的方法。结果表明,在保持增益不变的情况下合理选择主反射面的焦距是能够达到降低雷达散射截面的需要的。