混合体制雷达网弹道目标进动特征提取

针对同构组网雷达在提取弹道目标微动参数中存在的不足,提出了一种混合体制雷达网在获取目标散射中心数量不一致的条件下弹道目标进动特征提取方法.首先,对弹道目标进动和宽、窄带雷达信号进行了建模,分析了目标散射中心在窄带雷达和宽带雷达下的回波特性.根据目标散射中心的雷达回波特性,利用散射中心调制系数法实现了目标散射中心在不同雷达之间的匹配关联.然后,对宽带雷达获得的散射中心距离像信息进行分析,并利用广义Radon变换对距离像信息进行变换,通过变换关系求解得到了目标进动角.最后,构建宽窄带雷达微多普勒信息联合方程组,在求得进动角的基础上实现了雷达视角和结构参数的求解,接着采用二分法对三种求解组合得到的参数进行优化,进一步利用优化后的参数联立三维矢量求解方程组,求得了三维锥旋矢量.仿真结果表明,在信噪比大于5dB时,宽带雷达网参数求解精度与混合体制雷达网参数求解精度接近,且均比窄带雷达网参数求解精度高,从而验证了本文方法的有效性.     

基于逆Radon变换的旋翼目标微动参数估计方法

针对旋翼类目标特征参数提取问题,提出利用逆Radon变换估计旋翼目标微动参数的方法.首先建立了单旋翼直升机雷达回波的散射点模型,并基于线性调频信号,分析了回波的微动特性;其次研究了基于逆Radon变换在低信噪比条件下对旋翼目标微动参数估计的算法;最后进行了仿真与分析.仿真结果表明,与传统方法相比,本文所提方法在不同信噪比条件下均能实现对参数的稳健估计.     

一种SAR目标属性特征提取算法

针对散射中心重叠的情况,利用散射中心空域及其散射机理的稀疏特性,提出一种基于全极化属性散射中心模型的合成孔径雷达目标属性特征提取算法.根据散射中心空域与散射机理的稀疏特性,对目标的极化分解系数矩阵分别施加行稀疏约束与矩阵稀疏约束.由于极化散射机理字典包含未知参数,在此采用坐标轮回下降法分别估计极化分解系数矩阵与极化散射机理字典,同时提取属性散射中心及其极化特征等属性特征.基于电磁计算数据的实验结果,验证了该算法能够利用极化信息提取散射中心的属性特征.     

一种进动锥体目标的EM参数估计方法

为分离进动锥体散射点回波、反演锥体的尺寸和进动角等参数,提出了一种EM算法分离散射点微多普勒并进行微动参数估计的方法.该方法由进动锥体回波的类正弦调频模型,经过时频平面检测后,采用EM算法迭代地估计多分量正弦信号的参数和分离散射点的时频观测值,在此基础上再进行锥底散射点多普勒半周期叠加、估计锥体目标尺寸和微动参数.仿真结果表明,在弱散射点信噪比大于2 dB时,可估计出目标的尺寸和进动角等参数,从而验证了该方法的有效性.     

直升机旋翼叶片回波建模与特性分析

为提高直升机等具有微动特征目标的识别能力,对直升机旋翼叶片的微动特性进行了综合研究.首先基于旋翼叶片所有散射点都会产生回波这一事实,构建回波的散射点积分数学模型;其次基于该模型对回波在时域、频域的闪烁现象及原因进行了分析;最后对叶片数目奇偶性、初始旋转角、旋翼转动频率等参数和回波闪烁现象、微多普勒特征之间的关系作了理论分析和仿真实验.仿真结果表明,与矩形平板模型相比,散射点积分模型与目标闪烁情况吻合较好,更有利于提取微多普勒特征,为进一步识别直升机类目标提供了理论依据.     

空间锥体目标微动特性分析与识别方法

空间锥体目标在大气层外飞行过程中存在不同的微动,目标的微动为进动,诱饵的微动为摆动或自旋.根据目标与诱饵的微动差异,提出了应用特征谱作为识别特征的分类方法.基于多散射中心信号模型,分析了进动、摆动以及自旋调制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虽然均可以近似为线谱,但是存在明显差异.应用谐波和的形式描述回波信号,并采用特征值分解提取特征谱作为识别特征.仿真结果表明,该方法能够有效地识别目标与诱饵.     

基于雷达一维距离像序列的微动特征提取

对典型目标的进动和翻滚给出了统一的数学表达式,分析了不同的微动形式对雷达回波调制的散射机理,提出了基于雷达一维距离像的能量起伏特征和径向长度特征的微动识别新方法．使用物理光学和物理绕射理论的高频方法仿真了锥体进动、柱体翻滚和非理想球体翻滚的宽带雷达回波,利用仿真数据,完成了高分辨成像和相关特征提取．研究结果表明,三种不同的微动目标的距离像能量起伏特征和径向长度特征差异明显,可以将两种特征联合使用,用于微动识别．     

一种保持散射特性的极化SAR图像滤波方法

提出一种能够保持散射特性的极化滤波方法.首先,对图像的极化散射特性进行提取,得到不同散射特性的类别并进行标识;其次,按照不同类别的标识,采用自适应滑动窗口处理,提取与中心像素散射特性相同的像素点进行滤波参数估计;最后,利用得到的滤波参数对实测数据进行滤波处理.通过验证比较,表明该方法不仅有效地抑制了相干斑,同时对极化散射特性有很好的保持能力.     

合成孔径雷达目标特征提取新方法

为了能从雷达回波中快速有效地提取目标几何电磁特征,提出一种稳健而快速的属性散射中心模型特征参数提取方法．通过结合实际合成孔径雷达的应用条件,对属性散射中心模型简化,并利用简化模型构造基函数,继而采用RELAX算法对目标属性散射中心逐个估计与提取．通过引入快速傅里叶算法有效地提高了参数估计效率,并对属性参数的最大搜索间隔和搜索范围进行了理论推导．仿真和实测数据实验证明,这种算法对于目标的属性参数估计较为精确且对噪声不敏感,与传统参数估计方法相比,有效提高了运算效率．     

一种距离扩展目标的检测方法

针对宽带雷达中距离扩展目标的回波特性,提出了一种对高分辨距离像数据进行目标检测的新算法.先用窗函数估计目标的位置和噪声强度,并采用模糊门限映射对目标数据进行转换,再假设目标匀速平动对各次回波进行包络对齐,最后在对目标的导向矢量进行估计的基础上得到基于模糊门限映射的广义似然比(FTMD-GLRT)检测算子,并简要分析了该方法的恒虚警率性.实验结果表明,与基于散射点密度的广义似然比检测算法相比,FTMD-GLRT算法检测性能有明显的提高,可有效地解决宽带雷达的目标检测问题.     

Parameter estimation method for the cone-shaped target under narrow-band radar observation

The parameter estimation for the space cone-shaped target based on precession is very important for target discrimination. This paper proposes a novel parameter estimation method via the scattering centers' micro-Doppler frequency contained in the narrowband echo. After the establishment of the target's precession model, the theoretical variation of top and bottom scattering centers' micro-Doppler frequency are derived, and then the micro-Doppler frequency of the bottom scattering center is expanded, and the relationship between the expansion coefficients and the target's size and precession parameter is analyzed. Finally, a linear system of equations is established to solve the expansion coefficients with the top and bottom scattering centers' micro-Doppler frequencies, and then the target's size and precession parameters are calculated based on the coefficients. Experiments based on electromagnetic computation data indicate that the proposed method is valid and accurate.     

天波超视距雷达弹道目标检测判别问题研究

弹道目标（运载火箭、弹道导弹等）助推段的弹体RCS较小,属于高速高机动小目标,天波超视距雷达（Skywave OTHR）很难通过相干积累来检测弹体回波,然而高空中尾焰回波的RCS值比弹体RCS值大1-2个数量级,Skywave OTHR可以通过探测尾焰回波来实现弹道目标检测。为此分析比较了常规目标、流星余迹和弹道目标特别是尾焰回波信号的频域特性,系统归纳了导弹目标尾焰特有的频域特性,提出了二维十字窗S-CFAR检测判别弹道目标的方法。研究结果表明,该方法不但可以抑制噪声,而且可以减小多普勒频率展宽和距离展宽。     

联合属性散射中心的极化目标重构新方法

传统极化目标分解方法将各个像素的散射机理分解为基本散射机理类型的线性加权和,难以反映部件整体结构的极化信息;对于低信噪比的人造复杂目标,直接分解难以反映目标真实的散射特性．通过引入全极化的属性散射中心模型,将目标信号分解为若干典型散射中心的组合以保留结构的整体性;联合极化对属性散射中心进行特征参数提取以降低噪声影响．提出了一种联合属性散射中心的极化目标重构新方法,该算法能很好地从低信噪比的极化数据中对目标信号进行恢复并保持目标典型结构的整体性,有效增强了极化图像的可视性．     

Parameters of Exterior Ballistic Feature Points Extraction in Radar Measurement Data by EMD

The problem of measuring exterior ballistic feature points is always difficult to solve and it is essentiale on exterior ballistic measurement. By analysis of radar reflection characteristics and non-stationary echo signals of exterior ballistic feature points, the echo data of exterior ballistic feature points is measured by using the continuous wave radar. The parameters of feature points are extracted by the empirical mode decomposition method (EMD) of Hilbert-Huang transform (HHT) spectrum analysis technique. The radar echo signal model and EMD extraction model are established to analyze the exterior ballistic mutation point detection and EMD extraction method of aliasing echo signal. Typical feature point parameters of exterior ballistic in rocket flight tests are carried out and the effectiveness of the method is verified. A new method of measuring the parameters of exterior ballistic feature point is therefore presented.     

Three-dimensional scattering center modeling and a fast SAR simulation method for ship targets

The direct SAR imaging method has a low efficiency when used for realizing the target echo simulation and SAR imaging,which will meet,with difficulty,the requirement of rapid SAR generation in the closed-loop verification process of sea detection guidance.In this paper,we propose a SAR simulation method based on three-dimensional(3D) scatter centers.First of all,the 3D scattering centers of a ship target from different perspectives are obtained by the 3D fast imaging based on the ray tube integral and 3D scattering center extraction based on the CLEAN algorithm.Then,the target SAR echo data and image aggregation processing are quickly calculated to obtain the SAR complex image through the geometric modeling of SAR imaging from the corresponding perspective.The method makes comprehensive use of electromagnetic scattering center extraction and complete SAR processing flow,which can significantly improve the efficiency and flexibility of target imaging simulation under the condition of maintaining the electromagnetic calculation accuracy.The calculation accuracy,efficiency,and flexibility of the proposed method are verified by taking a typical ship target as an example.     

High-Precision Wideband Phase-Derived Velocity Measurement for Micro-Motion Extraction

A phase-derived velocity measurement method is proposed in a wideband coherent system, based on a precise echo model considering the inner pulse Doppler effect caused by fast moving targets. The Cramer-Rao low band of velocity measurement precision is deduced, demonstrating the high precision of the proposed method. Simulations and out-field experiments further validate the effectiveness of the proposed method in high-precision measurement and micro-motion extraction for targets with weak reflection intensity. Compared with the long-time integration approaches for velocity measurement, the phase-derived method is easy to implement and meets the requirement for high data rate, which makes it suitable for micro-motion feature extraction in wideband systems.     

导弹动态回波序列仿真及平动补偿研究

通过分析弹道目标的运动特性,给出了弹道、目标微运动、雷达观测三者相结合的仿真方法;根据仿真计算的飞行弹道背景中雷达观测的目标姿态角,结合弹道目标的静态数据,由此生成弹道导弹动态雷达回波序列．利用典型进动弹头目标的仿真结果,分析弹道类目标平动给微多普勒带来的影响,采用最小熵的平动补偿方法,去除径向加速度对微多普勒分析的影响．仿真结果说明该方法能够有效补偿平动影响．     

弹头目标的ISAR回波特性分析

针对弹道导弹目标进行逆合成孔径雷达(ISAR)成像问题,对沿轨道高速运动并同时伴有自旋的弹头ISAR回波特性进行了分析.首先建立了弹头目标的运动模型和ISAR回波模型,将弹头的自旋矢量沿雷达视线方向和垂直于雷达视线方向进行分解,然后分别分析了弹头目标的轨道运动和自旋对回波信号的影响,最后进行了仿真分析.理论分析和仿真结果表明:弹头目标沿轨道的高速运动会使目标散射点产生严重的越距离单元徙动,而弹头的自旋会使目标散射点产生严重的越多普勒单元徙动,并使回波多普勒谱展宽,因而这两者都必须进行补偿.