一种红外多传感器对中段弹道空间邻近目标的联合超分辨弹道估计方法

 分析红外焦平面(IR FRA)对中段弹道空间邻近目标(CSO)的成像特点,指出星载红外传感器为实现对空间邻近目标的跟踪必须对其进行超分辨。提出了一种中段弹道空间邻近目标联合超分辨与弹道估计新方法。该方法结合红外焦平面成像模型和中段弹道动力学模型,使得能够同时利用红外多传感器的多帧信息,基于最小二乘准则建立联合超分辨弹道估计目标函数,并分析选择各目标的起始状态参数作为模型参数。针对目标函数的高维非线性特点,推导最小化意义下等价的降维目标函数,采用量子粒子群优化算法最优化该降维目标函数直接求解模型参数,进而计算出各目标的弹道和辐射强度,实现中段弹道空间邻近目标的联合超分辨与弹道估计。仿真结果验证了该方法的有效性,且相比于传统的先单传感器单帧超分辨、然后多传感器多帧测角数据关联与滤波方法,新方法在避免数据关联复杂问题的同时,其弹道估计精度更高、分辨能力更强。     

基于空域滤波的二维全极化散射中心快速提取

在全极化逆合成孔径雷达(ISAR)体制下,二维相干极化几何绕射(CP-GTD)模型能够精确描述雷达目标高频电磁极化散射特性。针对CP-GTD模型,提出了一种基于空域滤波的二维全极化散射中心参数快速提取方法。该方法利用空域滤波将二维全极化散射中心参数提取问题分解为多个一维全极化散射中心提取问题,进而利用一维旋转不变技术(1D-ESPRIT)分步对全极化散射中心各维参数进行联合估计,最后利用最小二乘方法获得相干极化散射矩阵的估计。此外,采用这样的分步估计过程,可以实现二维参数的自动配对。复杂度分析和仿真实验表明:该方法不仅能够显著降低运算量,并且还能获得较好的估计精度,可以有效地用于目标全极化散射中心提取。     

利用雷达数据事后确定机动式再入目标的弹道

本文研究出一种利用雷达跟踪数据事后分析确定机动式再入目标的气动参数的技术。本技术使用了加权最小二乘序贯估计器,该估计器在各批处理数据中依次步进移动。观测值为来自分布在落点附近精密跟踪雷达的角度和距离数据。用六维估计器(三维位置和三维速度)来估计再入目标自由飞行段的状态。本文还导出了两种再入估计器:第一个是七维估计器,包括六维自由飞行参数加上一个弹道系数,用来估计弹道再入段的状态,第二个是九维机动再入目标估计器,一旦有机动发生就用这种估计器。研究出一种基于测量残差监视的算法,可以自适应地从六态估计器转换成七态估计器,再到九态估计器。进行了一系列数值仿真,检验了这种技术及其编程。利用蒙特卡罗仿真验证了估计器的协方差矩阵的精度。     

基于图像质量度量准则的空间目标平动补偿

为了获得空间目标的微动信息,需要对雷达回波中的高速平动分量进行精确补偿。针对空间目标高速运动对微动信息提取的影响问题,首先分析了空间目标平动对微多普勒频率的调制影响,得到目标高速平动,特别是平动加速度、平动加加速度对微多普勒频率趋势性调制现象将干扰微多普勒频率提取的结论。在此基础上,利用目标平动直接导致目标多普勒频谱展宽的特点,提出了一种基于图像质量度量准则的空间目标平动参数估计方法,并根据估计出的平动参数实现运动补偿。最后,采用空间目标多散射中心模型,进行平动补偿分析,仿真结果验证了该方法的有效性。     

基于机载单天线雷达一维距离数据的地表三维信息优化重建方法

陆地的刚体表面在机载雷达的任意相对运动下具有几何不变性,基于此约束可利用雷达距离像中提取出的地面多个强散射点的一维距离数据,重建出地表的三维信息以及载机未知的运动轨迹.鉴于现有基于雷达远场假设的重建方法无法适用于具有较大近场误差的地面目标重建的问题,提出一种基于雷达近场几何模型的优化重建方法,采用非线性优化方法实现了对...     

雷测数据准实时处理的随机误差分离方法

为解决雷测数据中的随机误差分离问题,本文建立了雷测数据自由节点B样条非线性最小二乘表示的数学模型,介绍了确定样条节点数的方法,将弹道参数的求解问题分解为线性最小二乘的参数估计问题和非线性优化的求解问题,并通过求解最优节点和弹道参数实现了测量数据野值点的剔除、重构和随机误差分离。工程实践表明,该方法简化了数据处理过程,有效地提高了雷达准实时数据处理的精度。     

一种基于稀疏分解的微多普勒频率估计算法

目标微动特性和微多普勒特征分析在真假目标识别方面发挥了重要作用。由于微动目标雷达同波具有非线性、多分量性等特征,需要相应的具有高分辨力、低交叉项、大的动态范围的分析工具,才能较好地揭示目标微多普勒特征。稀疏分解方法中的匹配追踪（MP）具有频域高分辨能力,对于信号细微特征提取具有很好的效果。研究了基于匹配追踪的微多普勒频率估计问题,该方法可以准确提取出目标微多普勒频率,为后续的目标识别提供了重要的依据。-     

空间进动目标动态散射特性的实验研究

研制了进动目标模型,构建了紧凑场微波暗室动态测量系统,通过暗室实验的方法研究了空间进动目标的动态散射特性,给出了若干典型条件下的全极化宽带测量结果。通过实验可以观察到目标进动引起的多普勒频移,证明了微波雷达对进动目标微多普勒的可观测性,同时观察到弹头常见结构引起的非理想点散射现象。实验结果的分析表明,该实验系统能够有效地揭示进动目标的目标特性和回波调制特性,从而为弹道中段目标的动态电磁散射特性、目标结构反演、运动参数提取和逆合成孔径雷达(ISAR)成像的研究奠定了基础,对于弹道中段目标识别的研究具有重要的意义。     

美国陆军白沙导弹靶场动目标分辨技术的开发

“动目标分辨”(TMR)是指为了从现有测量雷达设备中提取更多更好信息的高度专用的软件和处理方法的总称。在美国陆军白沙靶场,TMR正在彻底改变C波段相干测量雷达系统的用途以及人们对该系统的看法。只需要对雷达稍作花钱不多的改造,就可以实现一种技术,用以测得精密的弹道参数,获得目标相对于重心的运动以及相对于雷达的定向,而且可以检测目标发生的各种事件,如主发动机关机,导弹分离,弹头爆炸,以及子弹头释放等等。     

飞行器翼身结合部的散射特性分析

飞行器翼身结合部构成的两面角反射器是一个很强的电磁散射源,但由于其一个表面弯曲,分析这种结构的散射十分困难。采用复射线展开法和几何绕射法分别处理镜面多次反射和边缘绕射,计算了这种复杂结构产生的电磁散射和雷达截面贡献,分析了翼身两面角和机身半径等几何参数对目标雷达截面的影响。结果表明是一种有效的雷达截面预估方法,通过结构几何参数的计算机优化,可以显著地减小翼身结合部的雷达截面贡献。     

Hardware-in-the-loop simulation technology of wide-band radar targets based on scattering center model

Hardware-in-the-loop(HWIL) simulation technology can verify and evaluate the radar by simulating the radio frequency environment in an anechoic chamber. The HWIL simulation technology of wide-band radar targets can accurately generate wide-band radar target echo which stands for the radar target scattering characteristics and pulse modulation of radar transmitting signal. This paper analyzes the wide-band radar target scattering properties first. Since the responses of target are composed of many separate scattering centers, the target scattering characteristic is restructured by scattering centers model. Based on the scattering centers model of wide-band radar target, the wide-band radar target echo modeling and the simulation method are discussed. The wide-band radar target echo is reconstructed in real-time by convoluting the transmitting signal to the target scattering parameters. Using the digital radio frequency memory(DRFM) system,the HWIL simulation of wide-band radar target echo with high accuracy can be actualized. A typical wide-band radar target simulation is taken to demonstrate the preferable simulation effect of the reconstruction method of wide-band radar target echo. Finally, the radar target time-domain echo and high-resolution range profile(HRRP) are given. The results show that the HWIL simulation gives a high-resolution range distribution of wide-band radar target scattering centers.     

High resolution exponential modeling of fully polarized radarreturns

A method for modeling full polarization radar target is considered. The approach taken is to estimate a set of target features which describes the target as a set of attributed scattering centers. Each scattering center is characterized by its range, amplitude, and a polarization ellipse. An exponential model for the fully polarized radar return is described, and an algorithm for estimating the parameters in this model is developed. The modeling procedure is applied to compact range measurements of model aircraft     

弹道中段目标质心位置估计

 质心在目标上的位置是弹道中段目标的重要进动特征,也是目标的质量分布特征,可用于识别弹头和诱饵.针对旋转对称目标,提出了基于窄带雷达回波相位特性的质心位置估计方法.首先,选取目标对称轴上的任意点作为质心位置参考点,定义相应的质心位置参数,并构造以该点为相位参考中心的全姿态散射系数模板;然后,对窄带雷达回波采样序列进行相位匹配变换,搜索匹配函数的最大值,从而得到质心位置参数的估计值.仿真结果表明了该方法的有效性.     

Micro-Doppler effect in radar: phenomenon, model, and simulation study

When, in addition to the constant Doppler frequency shift induced by the bulk motion of a radar target, the target or any structure on the target undergoes micro-motion dynamics, such as mechanical vibrations or rotations, the micro-motion dynamics induce Doppler modulations on the returned signal, referred to as the micro-Doppler effect. We introduce the micro-Doppler phenomenon in radar, develop a model of Doppler modulations, derive formulas of micro-Doppler induced by targets with vibration, rotation, tumbling and coning motions, and verify them by simulation studies, analyze time-varying micro-Doppler features using high-resolution time-frequency transforms, and demonstrate the micro-Doppler effect observed in real radar data.     

基于CEMD的旋翼微动目标杂波抑制方法

针对旋翼微动目标杂波抑制问题,研究了一种基于复数据经验模态分解（CEMD）的微动目标杂波抑制方法。首先,建立了地杂波背景下的旋翼微动目标信号模。然后,根据杂波和微动信号在时频域的差异性,基于CEMD和Gabor变换,通过新定义的不同本征模态函数（IMF）的能量所占总能量的比重,选择出微动信号占优所对应的几个IMF分量,并基于这些IMF对旋翼微动目标进行时域和时频域重构,实现旋翼微动目标和杂波的分离,达到抑制杂波提取微动目标回波的目的。最后,与常规杂波抑制方法进行了对比,仿真结果验证了所提方法的有效性。     

Measurement of Distributed Targets with the Random Signal Radar

A model of a distributed target as a collection of independent, Poisson distributed point scatterers or scattering centers in a range-velocity target space is introduced and is characterized by a deterministic function called the ?scatterer density function.? This function is the density of the point scatterers in the range-velocity space and can be estimated in a relatively straightforward manner by any radar having adequate resolution in both range and velocity and no ambiguities in the region occupied by the distributed target. The use of the random signal radar with a correlator receiver is considered here and the statistical properties of the correlator output, when the return signal is from a distributed target, are derived. It is shown that the spectral density is simply related to the scatterer density function. The technique is illustrated by an example in which the target is a tornado modeled as a cylinder with constant angular velocity. The example suggests that is a possible to remotely estimate the radar cross section per unit volume as a function of distance from the center of the tornado.     

基于DRFM的高分辨雷达扩展目标回波仿真技术

介绍了一种基于DRFM的高分辨雷达扩展目标回波信号仿真方法,该方法将舰船等复杂目标视为扩展目标,其雷达回波信号可以看作扩展目标各散射中心产生的回波信号的叠加。应用该技术产生的模拟目标回波信号和假目标干扰信号,由于携带雷达发射信号和照射目标特征信息,能顺利进入末制导雷达接收机,仿真效果优于一般常规仿真技术。     

直升机的RCS计算

RCS（Radar Cross Section）是反映目标雷达散射特性的一个重要参数。一般把雷达目标除质心平动之外的转动,小幅振动和其它高阶运动统称为微动。主要研究旋翼转动情况下的直升机RCS计算。通过对直升机模型进行可视化计算即一种将目标建模与散射特性计算合为一体的交互式计算,使用图形算法（GRECO）和三维造型软件UG相结合的方法,这种方法与传统的RCS计算方法相比具有实时性好,效率高的优点,计算出直升机主体的RCS,再通过其加入调制的方法,计算得到直升机在旋翼转动条件下的RCS。最后给出了微动直升机的在具体入射情况下的单站RCS值。