基于CNN-BiGRU的空间目标RCS异常检测方法

针对相控阵雷达获取单个空间目标RCS数据率低、传统姿态异常检测方法提取短RCS序列有效特征困难、检测准确率低的问题,提出了一种基于CNN-BiGRU网络的RCS异常检测方法。首先利用滑动窗口对一段时间空间目标RCS实时数据进行积累;之后采用一维CNN提取不同检测窗口RCS序列的多尺度高维特征向量,采用BiGRU提取特征向量的时序依赖特征。通过将两个网络级联,实现对RCS随目标姿态变化的多元特征信息的有效提取;最后基于全连接层实现对目标异常RCS序列的分类与识别。仿真实验结果表明：相较于传统方法,所提方法检测准确率更高,抗噪声干扰能力更强。实测实验结果表明：利用仿真数据训练的模型针对不同源的实测数据,在低数据率条件下能够保持较高的检测准确度,所提方法具有较好的泛化性,更适用于相控阵雷达体制下RCS的异常检测。     

基于三站一维距离像融合的弹道目标特征提取方法研究

一维距离像是超宽带雷达目标识别的重要特征之一,基于多站一维距离像的目标特征提取技术是近来的研究方向。依据弹道目标的微动特性,推导了微动弹道目标的时间-距离像模型,然后通过比较各散射点时间-距离像正弦曲线参数之间的关系,实现了多个雷达观测视角下弹头目标距离像的匹配,在此基础上,利用三站一维距离像重构了锥体弹头上各散射点的三维空间相对位置,最后对锥体弹头的各个参数进行了估计。仿真结果表明了本文方法的正确性和有效性。     

高距离分辨像雷达目标识别

对雷达目标识别的要求是在不同的探测距离和不同的观测角下都能够达到很高的目标识别精度。雷达自身的特性及复杂背景的影响 ,使得基于距离像的雷达目标识别存在着一定的困难。由于非合作目标总是机动的 ,因而距离像也是非平移不变的 ,距离像在距离门中的位置是不确定的 ,存在不可预估的平移。同时 ,由于一维距离像某一分辨单元回波是该单元内所有散射点回波相干求和的结果 ,因而距离像的波形对目标姿态角的变化比较敏感。因此如何利用现代的信号处理技术和模式识别手段从距离像中进行可靠的特征提取和识别是至关重要的。就此对多种基于高距离分辨像的目标识别方法作了总结和回顾     

宽带雷达目标射频仿真及其应用

基于复杂目标雷达散射截面(RCS)计算,建立了宽带雷达目标、杂波与欺骗干扰信号的数学模型和射频仿真方法,给出了基于数字射频存储技术的目标模拟及雷达目标回波信号的产生方法。以F-16战斗机为例,计算了典型复杂目标的RCS,给出了高分辨一维距离像和目标回波信号的仿真结果。     

PCA在雷达目标识别中的应用研究

研究了宽带高分辨雷达目标识别中的特征压缩问题.首先提取目标一维距离像双谱特征,然后应用主元分析法(PCA)降低目标特征维数,最后利用支持向量机对3类实测目标数据进行识别.实验结果表明,对雷达目标识别来讲,PCA是一种可行的特征压缩方法.     

基于高分辨率二维雷达图像的特征提取与目标识别

分析了雷达目标散射信号特征,在此基础上,根据雷达图像的特点,将二维雷达灰度图转化为一维列向量(即把二维数据排成一维序列);然后,采用AR模型进行图像分析,利用所得到的参数通过线性规划,进行特征的提取、建库与目标识别。最后,分析了不同雷达散射信号与建库、识别的关系。     

宽带T/R\|R双基地雷达目标特征提取方法研究

与宽带单基地雷达相比,宽带T/R\|R双基地雷达有诸多优势。研究了宽带T/R\|R双基地雷达目标的特征提取问题,利用两个站同时观测到目标一维像,分别提取了目标单站一维像对应的距离与双站一维像对应的距离和;结合双基地雷达目标定位方法,给出了目标长度和姿态角的估计方法,仿真分析了目标位置和基线长度对估计精度的影响;在此基础上,通过多次观测,给出了目标长度、目标姿态角以及姿态角平均变化率的估计方法。最后,仿真结果表明了所提方法的可行性和有效性。
     

基于多层材料的卫星目标电磁散射特性仿真分析

文章给出了一种多层材料覆盖的卫星目标雷达散射截面的建模与计算方法,并利用该方法对理想导体的立方体和圆柱体进行仿真验证。最后给出了卫星目标RCS的计算实例,对比了纯金属材料的卫星体与多层材料覆盖的卫星体RCS的结果。     

基于结构特征的弹道目标雷达识别技术

弹道目标的结构特征反映了目标的本质属性,是识别真假目标最直观的特征之一。分析了弹道目标的结构特征差异,系统归纳了基于结构特征的弹道目标雷达识别方法。根据雷达提取结构特征所采用的信息不同,将这种识别方法分为基于RCS序列的识别方法、基于一维像的识别方法、基于二维像的识别方法以及基于极化信息的识别方法,详细阐述了这四类识别方法的物理基础及其实现途径,分析了它们各自的特点,最后展望了技术发展趋势。     

基于RCS观测序列的空间目标识别算法

针对低分辨率雷达体制下的空间目标识别问题,提出了基于RCS观测序列的空间目标识别算法.该算法首先对空间目标的低分辨雷达RCS观测序列进行离散小波变换,然后在时间-尺度平面上提取十个有效的统计特征,最后基于模糊分类来识别空间目标.应用四类空间目标的实测数据进行了仿真实验,取得了比较好的识别效果.     

频域空域二维稀疏SIMO高分辨雷达成像方法

利用频域稀疏的线性调频步进信号（FSCS）作为雷达发射信号,并结合空域稀疏的SIMO雷达阵列来构建二维稀疏的高分辨雷达成像模型。针对该稀疏模型,首先通过对低维数据简单补零处理,然后利用图像熵准则完成对运动目标速度的有效估计。在此基础上,结合压缩感知理论,构造有效的观测矩阵、稀疏变换矩阵以及重构算法,获得目标高分辨距离像（HRRP）,进一步提出基于保相性的频域空域二维稀疏SIMO高分辨雷达成像方法。该方法可以大幅减少FSCS脉冲串的子脉冲个数,大幅减少SIMO高分辨雷达接收天线阵元个数,并获得高质量的HRRP和目标二维像。仿真实验验证了本文方法的有效性和鲁棒性。     

主从式卫星编队相对轨道的自主确定

为实现主从式卫星编队飞行中心星与环绕星的自主定轨，采用微波雷达测量卫星间相对距离、距离速率、方位角和仰角。根据动力学方程给出了导航算法，并利用扩展卡尔曼滤波（EKF）提高微波雷达相对速度的测量精度。仿真结果表明，该导航算法对主从式卫星编队较有效，且能获得较佳的导航精度。     

一种可实现雷达隐身的微小卫星外形设计（英文）

实现对雷达的隐身是卫星隐身技术的重要研究内容。有效的隐身外形对卫星雷达隐身性能的贡献可达70%,是实现卫星雷达隐身最直接、有效的手段。对可实现雷达隐身的微小卫星外形设计进行探索性研究。首先在假定的卫星外形设计约束条件下,提出一种隐身结构外形设计。然后根据电磁场散射理论,以高频散射计算方法为基础,对具有该外形的卫星RCS进行理论预估。进一步制作全金属外形、全尺寸卫星模型,在微波暗室利用频域测量方法,对理论预估结果进行了验证,说明了该卫星隐身外形设计的有效性。     

舷外雷达有源诱饵在舰艇反导中的运用研究

阐述了舷外雷达有源诱饵的干扰机理,并对影响干扰效果的诱饵有效雷达截面积理论计算公式进行了推导,从中找出了影响诱饵有效雷达截面积大小的因素,通过对其中诱饵有效辐射功率和诱饵距反舰导弹距离因素的分析,提出了舰艇使用舷外雷达有源诱饵防御反舰导弹时,在发射时机、布放位置和干扰方位上应采取的措施。     

地基雷达探测方位对目标识别的影响研究

导弹防御系统的地基X波段雷达和海基X波段雷达是进行目标识别的主要传感器,它们只有在探测到目标以后才能通过记录目标的相关特性,进行目标识别。由于雷达探测的方向不同,探测到的目标散射截面也不同,因此,在导弹突防过程中,可通过调整弹头的飞行姿态,改变雷达探测方位,从而最大限度地减小目标散射截面,最终影响雷达识别目标的效果。     

一种分布式目标滑窗检测方法

随着成像雷达图像分辨率的不断提升,对分布式目标的探测性能指标要求越来越高,然而现有的恒虚警检测算法尚未形成适用于多分辨单元的目标检测性能评估理论体系。提出一种分布式目标滑窗检测方法。首先,基于待检测目标RCS(radar cross section, RCS)、平面尺寸以及雷达二维分辨率等先验信息对二维滑窗进行设计,实现了任意航向目标的最优匹配。接着,利用M/N准则对滑窗内目标占据的多分辨单元回波进行直接处理,避免了人为构建扩展检测量引起的检测性能损失。最后,从系统虚警指标要求出发,通过挖掘分布式目标与所占据单个分辨单元的检测性能关系,设计了一套分布式目标探测性能的定量评估方法,可在满足虚警性能前提下大幅提升分布式目标的检测概率。该算法不需要人为进行复杂的扩展检测量设计,为高分辨图像目标稳健检测和性能评估开辟了一种新途径。     

基于星载气象雷达的非线性调频信号优化设计

随着天气观测、研究和规划的进展,气象雷达技术的开发工作取得了重大进展。脉冲压缩使新一代低成本、紧凑型星载天气雷达系统成为可能。为了抑制脉压带来的距离旁瓣,目标探测雷达通常采用基于幅度调制和失配滤波的方法,但由于其存在主瓣扩展和功率损失等缺点,不适用于气象观测。非线性调频（NLFM）信号可以调整其功率谱密度,在明显不降低信噪比的情况下提供较低的旁瓣输出。本文设计了一种新的波形优化框架。该框架通过多目标粒子群优化算法（MOPOS）构造了一种针对气象粒子目标的非线性调频（NLFM）脉冲压缩波形,实现了极低的距离旁瓣电平和较高的多普勒容限,可以显著地缓解非常有限的卫星峰值功率的限制和卫星平台运动导致的多普勒对系统影响。仿真实验结果表明：改进的非线性调频波形具有良好的性能。     

基于三轴磁强计与雷达高度计的融合导航算法

为了减小近地轨道(小于1000km)地磁导航的估计误差协方差，提高导航的可靠性和准确性，在地磁导航系统中引入雷达高度计作为一个新的测量设备，提出了一种基于三轴磁强计与雷达高度计的融合导航算法。该算法取卫星的位置和速度向量作为状态向量，建立状态方程；取卫星周围的磁场强度和卫星到星下点实际海平面距离求出的地心距，作为观测量建立观测方程；利用扩展卡尔曼滤波构成一种融合导航算法。仿真结果表明，提出的融合导航算法对轨道位置的估计误差小于20米，速度的估计误差小于1米／秒，导航算法的精度和收敛性都优于使用单一地磁导航的系统。     

中段目标高分辨距离像姿态敏感性影响度量方法

高分辨距离像（HRRP）存在散射中心模型改变、越距离单元走动、闪烁现象三个方面的姿态敏感性,同时影响距离像预处理、特征选择、模板生成等方面。为了区分不同姿态敏感性对距离像识别的影响,从而研究针对性的解决办法,首先在识别理论框架下,建立了“HRRP姿态敏感性影响水平统计模型”作为姿态敏感性对目标识别性能影响的定量分析工具。其次,针对弹道中段目标识别问题,定量分析了中段目标HRRP的姿态敏感性。暗室实测数据表明,闪烁现象与越距离单元走动对HRRP识别的影响程度相近。最后,通过比较聚类模板生成算法和邻近姿态角模板生成算法,验证了基于姿态敏感性影响水平分析方法的有效性。此分析方法对于弹道中段目标识别具有一定的参考价值。     

一种基于幂级数函数的混合域基函数的收敛性分析

为提高计算效率,以一种基于双线性四边形模拟物体形状的幂级数函数为混合域基函数,用伽列金矩量法(MOM)对电中、小尺寸金属散射体的雷达散射截面(RCS)进行计算。分析了幂数级函数阶数M与其收敛性的关系。对二面角、矩形平板、等边三角形平板和圆柱等不同目标的单站或双站RCS计算结果表明,在此特定条件下M=3时该算法计算值与文献结果较为吻合,计算速度和精度均可满足仿真要求。