微进动弹道导弹目标雷达特征提取

该文总结了弹道导弹目标雷达识别的研究现状，引入微进动和微RCS的概念，推导了进动锥体目标对雷达波的姿态角计算公式，分析了微RCS和姿态角的关系，使用进动锥体目标的微RCS序列估计目标进动参数和惯量比。以惯量比为特征，提出了识别弹头和诱饵的方法。最后给出了仿真结果。     

弹道导弹目标微多普勒特征提取

真假目标识别是弹道导弹防御系统的主要技术瓶颈之一,它在一定程度上决定了反导系统的成败.基于弹头和诱饵微动特性的差异,提取相应的微多普勒特征可用来识别真假目标.文中在介绍弹头和诱饵运动特性的基础上,引入了微多普勒概念,建立了弹头和诱饵的微动模型,并对其微多普勒进行了理论推导.通过仿真从雷达回波中提取出弹头和诱饵微多普勒的频谱特征和时频谱特征,从而为真假目标的识别提供了新的依据.     

中段目标进动雷达特征提取

本文总结了弹道导弹目标雷达识别的研究现状,推导了进动锥体目标对雷达波的姿态角计算公式,分析了目标RCS和姿态角的关系,使用进动锥体目标的RCS时间序列估计了目标进动参数和惯量比,使用惯量比作为特征,提出了识别弹头和诱饵的方法,最后给出了仿真结果。     

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.     

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。     

基于压缩感知的弹道导弹微多普勒提取方法

利用微多普勒识别弹道目标的关键是宽带雷达回波信号的微多普勒提取。宽带雷达回波信号的高速采样对硬件和算法提出了更高的要求。将压缩感知方法应用到宽带雷达回波信号的微多普勒提取中,并给出了弹道导弹目标的微多普勒计算公式和利用压缩感知重构弹道导弹微多普勒的方法。在低采样频率下利用压缩感知理论从回波信号中提取的微多普勒,与在高采样频率下利用Gabor变换提取的微多普勒是一致的,这表明利用压缩感知理论以低频率采样弹道导弹回波信号,提取微多普勒,降低工程实现难度的方法是可行的、有效的。     

弹道导弹微动特征参数随雷达回波信噪比的变化特性

雷达目标识别是弹道导弹防御系统中的关键技术,利用导弹目标产生的雷达微多普勒频率进行目标判定是先进的目标识别方法之一。在进行弹道导弹的微动特征参数提取时,雷达回波的信噪比将会对其有不同程度的影响,严重时可能无法实现参数提取。在建立弹道导弹弹头运动模型和基于时频分析法的微多普勒特征参数提取方法的基础上,通过不同雷达回波信噪比下弹道导弹微多普勒特征参数提取的仿真,获得了微动特征参数随信噪比的变化特性。仿真结果表明:基于微多普勒的弹道导弹微动特征参数提取效果随着雷达信噪比而提高;只要雷达信噪比大于5,则都可较好地实现微动特征参数的有效提取。     

基于支持向量机的窄带雷达弹道导弹目标识别技术

窄带雷达由于受到带宽限制,无法获取到目标高分辨精细识别信息,仅能通过目标轨道运动特征和窄带RCS特征对目标属性进行初步分类识别,文中基于支持向量机分类算法,从窄带雷达回波数据中提取弹头群和弹体群目标的特征,实现了弹道导弹群目标初步分类识别。在对弹头群和弹体群分类识别的基础上,窄带雷达可集中更多的时间和能量资源重点对弹头群类目标进行跟踪,并为后续宽带目标识别雷达提供重点目标位置信息。     

弹道中段雷达目标特征仿真

以未来导弹防御系统中先进体制成像雷达的识别手段为研究目标,针对目前主流的雷达目标识别技术,通过理论分析和电磁场仿真计算,分析了弹道导弹中段弹头目标的多种特征。结果表明,通过电磁场仿真计算可以很好地反映弹头目标的RCS特征、高分辨率一维像特征(HRRP)、ISAR二维图像特征和微多普勒特征,弥补了大多数弹头目标不能通过全尺寸暗室测量获取电磁特征的局限性。分析结果有助于支撑弹道导弹目标识别技术的研究。     

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。     

弹道中段群目标平动补偿与分离方法

弹道微动群目标时频图是多目标多散射点微多普勒的叠加,以往针对单目标的补偿与分离方法不再适用。针对这一问题,该文首先分析了群目标及诱饵的微多普勒形式;利用弹道中段目标运动平稳,短时观测加速度近似为常数的特性,采用Radon变换检测微多普勒曲线的倾斜程度,用最小熵准则和高斯函数拟合的方法估计平动参数,进而完成平动补偿;对补偿后的群目标时频图利用Viterbi算法提取各条微多普勒曲线,依据同一目标各散射点微多普勒的周期相关性,完成群目标分离;最后仿真验证了以上方法的有效性。     

多级助推段弹道导弹的轨迹仿真

弹道导弹的跟踪是弹道导弹防御系统中最核心的问题,建模弹道导弹运动模型是仿真弹道导弹的飞行轨迹和研究弹道目标跟踪的前提和基础。对包含多级助推段弹道导弹的运动模型进行建模,并详细分析了弹道目标的加速度受推进力、空气阻力、地心引力和外在力的影响;进一步描述了弹道导弹轨迹仿真的流程。通过仿真实验得到含三级助推器弹道导弹的飞行轨迹,并分析了多级助推段对速度和加速度变化的影响。这对于研究中远程弹道导弹跟踪问题是非常有意义的。     

弹道导弹目标识别技术

弹道导弹突防过程中的目标识别是反导防御系统中的核心技术之一。根据弹道导弹在飞行过程中的目标特性及运动特性,分析了反导防御系统中弹道导弹目标识别的技术特点,从目标的运动特性、结构特性以及再入特性等角度总结了地基相控阵雷达进行目标识别的策略和方法,最后对反导防御系统中弹道导弹目标识别技术进行了展望。     

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。      

最小波形熵准则在雷达信号处理中的应用

建立高速导弹导引头雷达的目标回波模型,并简述一种将智能算法和最小熵准则结合来实现二维参数搜索,而后进行运动补偿的Chirp-fft信号处理新方法。     

基于场景定义的弹道目标雷达回波仿真方法

回波仿真是开展系统论证和算法研究的基础。传统的弹道目标雷达回波仿真研究侧重对弹道目标和干扰信号各自特性的建模,缺乏系统级联合仿真途径。文中介绍了一种基于场景定义的弹道目标动态雷达回波仿真方法。该方法基于统一的人工场景定义平台,结合弹道轨道运动模型、摆动模型和电磁干扰模型,模拟产生高逼真度的摆动弹道目标雷达回波。该方法还可灵活接入暗室或靶场实测的目标雷达散射截面数据和干扰样本数据,为复杂电磁环境下的导弹目标探测和识别算法研究提供数据支撑。     

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。     

一种改进的延时转发弹道假目标生成方法

基于延时转发的干扰体制,设计了一种新的运用于弹道导弹自由段的有源假目标干扰方法,能够生成运动轨迹近似真实导弹的假目标。首先,建立了弹道导弹自由段运动模型,构建虚拟弹道平面,采用透视投影的方法,通过求解二次锥面与平面交线的几何问题生成逼真的假目标轨道;其次,推导了假目标弹道的时延函数,讨论了实际情况下数字射频存储器(DRFM)在转发信号时其步进间隔与步进长度的约束条件,在理想时延函数非线性的情况下,对DRFM 阶梯状时延函数进行了设计;最后,通过情景模拟与仿真试验论证了该设计的有效性。