时间-距离像消隐情况下弹道目标平动补偿

针对传统的弹道目标平动补偿方法不适用于时间-距离像发生消隐的情况,该文提出了一种基于断续微距离变化曲线的弹道目标平动精补偿方法。建立了弹道中段目标宽带回波模型,推导了散射中心微距离变化曲线的理论公式,分析了弹道目标时间-距离像特征,通过提取时间-距离像骨架线分离出各散射中心微距离变化曲线,在此基础上提出了一种进动频率和平动参数联合估计的新方法,并推导了各参数估计的克拉美罗界,对参数估计性能进行了分析。仿真实验验证了该方法的有效性。     

基于一维距离像序列的进动目标参数估计

高分辨一维距离像为识别弹道目标的重要方式,但单幅距离像并不能得到目标真实尺寸,也不能得到目标的进动参数。利用弹道目标的一维距离像尺寸序列的信号模型,提出一种估计弹道目标真实尺寸、进动周期和进动角的新方法。该方法先对尺寸序列采用四参数模型进行曲线拟合,估计出包括进动周期在内的信号参数,得到包括目标真实尺寸、进动角和目标姿态角三个未知数在内的二个方程;再利用弹道目标零攻角的再入特性,得到目标姿态角,从而解出目标真实尺寸和进动角。仿真结果表明该方法的有效性。     

利用HRRP序列估计弹道中段目标进动频率

弹道导弹中段的真、假诱饵受质量分布等因素的影响,其进动频率等特征存在较大差别。微动特性作为弹道导弹目标识别中的稳定特征,可以通过旋转目标的微多普勒信息进行提取,这也是当前弹道导弹目标识别的研究热点。本文以弹道中段的锥柱状弹头为研究对象,建立了该类目标的散射点模型和进动模型,通过分析一维距离像上散射中心位置变化特点,提出基于散射点时频分布图估计进动频率的算法。该算法首先应用短时傅里叶变换得到强散射中心单元的时频图,再利用自适应阈值法提取时频脊线,从而估计出目标进动频率。实验仿真了弹道回波数据,并利用该数据验证算法的有效性。实验结果证明了算法具有良好的抗噪性能。      

基于高分辨距离像序列的锥柱体目标进动和结构参数估计

 弹道目标特征参数估计是进行目标识别的基础。针对缺少先验参数信息时锥柱组合类弹头目标进动和结构参数联合估计难题,该文提出一种基于高分辨距离像序列实现锥柱体目标进动和结构参数联合估计新方法。以旋转对称锥柱体目标为研究对象,基于静态电磁散射数据,结合目标运动模型仿真生成了目标高分辨距离像序列,分析了4个观测区域内锥柱体目标的1维距离像特性。研究了常见雷达观测视角内锥柱体各散射中心的1维距离像序列变化规律,建立了序列中散射中心间的相对位置变化的极值与目标参数之间的关系式,据此完成了锥柱体目标进动和结构参数的联合估计。最后,仿真实验结果验证了文中方法的有效性和适应性。     

利用一维距离像序列估计弹道中段目标进动参数

进动是自旋弹头固有特性,进动参数是中段真假弹头识别的重要特征量,已发表的文献多利用进动目标的RCS序列估计进动参数.本文通过对平底锥弹头散射特性及其进动模型的分析,指出进动将造成一维距离像序列上散射中心位置的周期性走动.在此基础上,提出了一种利用进动目标上两个强散射中心在一维距离像序列上的位置差来估计进动参数的方法,并给出了应用该方法的具体步骤.仿真结果验证了所提方法的正确性和有效性.     

基于相位测距的宽带雷达弹道目标微动几何参数估计

针对传统方法基于宽带回波距离像包络信息提取微动分辨率较低这一问题,该文提出了一种结合宽带回波距离像包络信息和相位信息的微动特征参数化估计新方法。该方法通过对回波距离像包络分段并对各段进行Keystone变换实现距离方位解耦和,得到目标由于微动引起的各散射点相对参考点径向微距变化粗估计。利用粗估计结果提取回波相位信息,由相位测距原理可得到各散射点的精确微距曲线,进而完成进动目标运动及几何参数的估计。相比于只利用距离像包络信息提取微动的传统方法,所提算法可有效提升参数估计精度。仿真实验验证了其有效性和稳定性。     

基于ISAR像序列的锥体目标进动及结构参数估计

弹道目标进动及结构参数的提取是弹道导弹目标识别的关键。该文提出一种基于逆合成孔径雷达(ISAR)像序列实现锥体目标进动及结构参数估计的方法。基于电磁仿真数据及锥体目标的微动特性,忽略旋转对称锥体目标的自旋运动,采用距离-瞬时多普勒算法生成目标的ISAR像序列,之后采用CLEAN算法将ISAR像序列中的强散射源坐标信息提取出来;推导了锥体滑动型强散射源在成像平面上的投影轨迹公式,该公式可为进动锥体目标成像特性模拟及参数估计提供数学参考。分析观察视角对锥体目标ISAR像可观测强散射源的影响,给出了估计进动及结构参数的具体方法;最后仿真验证了成像算法及投影轨迹公式的正确性,并依据提取的坐标信息估计目标的进动及结构参数信息。     

弹道目标高分辨一维距离像运动补偿研究

弹道中段目标运动形式复杂,高速运动的同时伴随自旋、进动、翻滚等微动,该文首先针对弹道目标运动特点,建立了去斜率处理的宽带雷达回波模型,定量分析了高速运动和微动对一维距离像的影响;然后针对高速运动严重影响一维距离像质量的问题,提出了一种新的一维距离像运动补偿方法,该方法将自适应时频变换技术和粒子群优化算法相结合,通过在二维时频平面内跟踪单个散射点的多普勒变化来估计目标速度,从而实现一维距离像运动补偿。仿真实验表明,该方法估计精度高、计算量低、对噪声有很强的鲁棒性,能有效补偿高速运动对弹道目标一维距离像的影响。     

基于参数化时频分析的进动锥裙目标瞬时微多普勒频率提取方法

微动目标散射点的微多普勒对目标运动、结构参数的估计具有重要意义。该文针对表面光滑的锥裙目标,首先依据进动锥裙目标的等效散射点模型,推导出散射点的理论微多普勒曲线表达式。结合进动调制的锥裙目标微多普勒曲线为多阶正弦级数叠加的先验信息,提出一种基于参数化时频分析的进动锥裙目标微多普勒曲线提取方法。针对多分量信号组成的锥裙目标回波,该方法利用相干信号单距离多普勒干涉(CSRDI)方法估计锥旋频率,进而利用参数化时频分析估计散射点的微多普勒曲线,之后利用带阻滤波器分离估计得到的散射点回波信号。基于电磁仿真数据验证了所提方法的有效性。     

基于窄带微多普勒调制的锥体目标参数估计

当雷达对锥体目标发射窄带信号时,进动调制会使回波中包含的散射中心瞬时频率发生周期性变化,这种变化可以反映出目标几何尺寸与结构特性,针对此该文提出一种基于窄带微多普勒调制的空间锥体目标参数估计方法。首先对目标散射特性进行分析,推导进动引起的目标散射中心瞬时频率变化公式;然后利用时变自回归模型估计散射中心瞬时频率,并对估计结果进行重新关联以消除其中出现的关联错误;最后根据锥顶和锥底散射中心瞬时频率变化性质,结合目标弹道估计得到目标几何尺寸参数及微动参数。基于电磁计算数据的实验结果验证了该文所提方法的有效性和精确性。     

基于单站一维距离像序列的进动锥柱体目标特征提取

惯量比是中段弹道目标识别的重要特征,要求得惯量比需要得到目标的进动参数。锥柱体目标的进动参数估计需要其结构参数方面的某些先验信息。本文在分析锥柱体目标进动特性的基础上,提出了“伪惯量比”特征量,该特征量不需要目标结构参数的先验信息,并给出了通过一维距离像序列提取“伪惯量比”的方法,降低了目标特征提取的复杂度。仿真结果验证了“伪惯量比”和其提取方法的有效性。      

弹道导弹目标特性分析及雷达回波模拟

从自由段导弹目标的运动特性出发,对沿椭圆轨道高速运动并伴有进动的弹头雷达回波特性进行分析。建立了导弹的最小能量弹道模型和进动模型,分析了飞行过程中弹头姿态角的变化规律,研究了导弹目标的平动和进动对回波信号的影响,进而引入准静态技术的思想,研究了考虑脉内运动的弹头雷达回波模拟方法,最后给出弹头椭圆轨道、姿态角、回波信号和一维距离像的仿真结果,证明了理论分析的正确性和合理性。     

HRRP代价函数优化方法的弹道导弹特征参数提取

摘要:进动角和进动周期是识别真假弹头的重要参数。为了提高进动参数的提取精度,提出了一种基于一维距离像的弹道导弹进动参数的提取方法。考虑到高速平动对HRRP的影响,建立了飞行中段弹头的进动模型。对一维距离像序列的最大互相关函数进行FFT变换,并对变换后的结果进行近似正弦波的频偏校正处理,得到精确的进动周期。同时基于一维距离像提取目标的径向长度,提出了对径向长度的目标函数优化的方法,提取进动角、进动周期、锥体高度、方位角、俯仰角等主要参数。通过仿真分析,与现有的几种提取方法比较,该方法进一步提高了提取精度。      

弹道中段进动目标高精度平动补偿方法

该文针对中段进动目标平动补偿问题,分析了中段目标平动及进动的运动特性,指出中段目标进动具有轴对称性,并利用这一特性提出一种基于对称共轭相乘的进动目标平动参数估计方法。该方法通过对称数据的共轭相乘处理消除微动的影响,仅保留平动参数信息,然后根据共轭相乘后数据傅里叶变换的峰值信息估计平动参数,并基于所估计平动参数实现了中段进动目标平动的高精度补偿。仿真结果验证了所提算法的有效性。     

弹道导弹进动周期雷达测量提取方法研究

主要研究了利用雷达目标RCS序列提取弹道导弹进动周期的方法.首先建立了弹道导弹中段目标的进动模型,分析了目标RCS回波数据与进动周期的关系表达式,然后给出了利用目标RCS序列估计进动周期的方法.仿真实验结果表明,文中提出的方法能够有效估计目标的进动周期.     

基于一维像序列的进动目标尺寸估计研究

利用高分辨距离像估计目标尺寸是弹道导弹中段防御雷达目标特征提取和识别的重要途径.该文提出了一种在目标进动条件下,利用多幅高分辨一维距离像进行中段弹道目标真实长度估计的方法.推导了目标1维高分辨距离像长度与弹道目标真实长度、进动参数之间的函数关系,建立了1维距离像长度的观测模型,采用最大似然估计法实现了目标长度的估计.最后给出了基于仿真数据和某弹头实测数据条件下的尺寸估计仿真结果,验证了所提方法的有效性.     

弹道目标极化特征可分性研究

目前,极化特征在弹道目标识别中已呈现出极大的应用潜力。研究了弹道目标极化特征的可分性和优选问题,首先定义了物理意义明晰的特征可分性准则,并根据典型战情下弹道目标的全极化宽窄带雷达回波,分别对其窄带极化特征和宽带极化特征的可分性进行了分析;在此基础上,优选了一组可分性高、性能稳健的极化特征量。仿真结果表明:宽带极化特征的可分性优于窄带极化特征;目标进动角越大、进动周期越短,极化特征的可分性越差。这些结论为导弹攻防对抗条件下,弹头目标极化特征的利用提供了有价值的参考。     

基于瞬时频率估计的进动锥体目标微多普勒频率提取方法

该文针对进动锥体目标的微动特性提取,建立等效散射点模型下的微多普勒频率与目标运动参数关系。结合进动调制的微多普勒频率近似正弦变化规律的特点,提出基于瞬时频率估计和随机抽样一致性(RANSAC)的进动目标微多普勒频率提取方法。该方法将回波信号分为若干段,每一段的回波信号近似为若干线性调频(LFM)信号分量之和,通过调频Relax算法估计各信号分量的瞬时频率,并通过随机抽样一致性算法估计散射点的微多普勒曲线。基于仿真数据和电磁计算数据的实验验证了该方法的有效性及稳健性。