毫米波被动探测空中隐身目标研究

为探测空中涂层隐身目标,建立了地面辐射计对空中目标进行锥形扫描的天线温度对比度计算模型。在目标下方分别为高发射率地面和低发射率水面的情况下,对晴天时平面隐身目标和光洁金属目标的天线温度对比度进行了对比计算。将3 mm波段辐射计系统固定在地面上,目标分别悬挂于水泥地面和水池上方10 m高度处,分别在晴天和阴天时,采用辐射计系统对隐身目标和光洁金属目标进行了探测实验。计算和实验结果说明,涂层隐身目标比同等大小的光洁金属目标的天线温度对比度大,当目标下方地物的发射率较小时,差别更大。在毫米波被动探测下,空中金属目标表面的吸波材料涂层,不仅不能起到隐身效果,反而会更明显地暴露目标。     

海洋船舶的微波辐射遥感研究

根据微波辐射理论 ,船舶与海洋背景或陆地、岛屿表面的发射率相差很大 ,故使用毫米波辐射计可以探测海面上的船舶。讨论了海洋、天空及陆地等背景微波辐射特性 ,给出了计算船舶目标与海洋背景的天线温度对比度的公式 ,并给出 8mm及 3mm波段下几种背景的辐射温度曲线和不同高度下的海上目标的天线温度对比度的计算和测量数据 ,另外 ,介绍了毫米波辐射计探测海上船舶的实用的试验方法以及其应用前景。     

无源毫米波末敏弹

论述了八毫米辐射计的末敏弹的工作原理和设计原则．在搜索过程中末敏弹吊在降落伞下，一面旋转一面以某个适当的速度下降，使辐射计的天线以螺旋线形扫描目标区域。在此有效面积内探测目标，并以很高的命中概率摧毁目标。在天线温度对比度理论计算的基础上研制出探测和定位算法，给出了计算机仿真打靶试验的结果。     

无源毫米波末敏弹

论述了八毫米辐射计的末敏弹的工作原理和设计原则，在搜索过程中末敏弹吊在降伞下，一面旋转一面以某个适当的速度下降，使辐射计的天线以螺旋线形扫描目标区域，在此有效面积内探测目标，并以很高的命中概率摧毁目标，在天线温度对比度理论计算的基础上研制出探测和定位算法，给出了计算机仿真打靶试验的结果。     

概率分析的机载预警雷达探测效能

机载预警雷达探测效能是指其完成预警探测使命的程度,探测效能的高低受雷达作用距离和发现概率的影响。在概率分析的基础上提出了一种度量机载预警雷达探测效能的方法:该方法首先构建了雷达发现概率与最大作用距离间的数学模型;其次对发现概率随作用距离变化曲线逐点归一化,得到发现概率的概率密度函数;对发现概率的概率密度函数积分得到概率分布函数,该函数具有实际物理意义,反映了预警雷达的探测效能,由此将作用距离的远近量化为探测效能的高低,从而得到了预警雷达探测效能随作用距离变化的曲线;最后以美军E-2C和E-3B预警雷达为例,对比分析了2种机载预警雷达对斯威林Ⅰ型和斯威林Ⅱ型起伏目标的探测效能,验证方法的有效性。     

L波段数字相关综合孔径辐射计的研制

进行了L波段双通道数字相关综合孔径辐射计原理样机的研制,论述了样机系统的结构与设计.综合孔径辐射计的工作原理是通过测量目标场景亮温的空间频域分布,再对其反演得到场景的亮温分布,其基础是干涉测量.使用1.4 GHz的噪声源和模拟移相器,通过对系统输出进行数字互相关处理,进行了样机系统的干涉测量原理性实验.实验结果表明:系统可将双通道之间的相位差完整地测量出来,解决了综合孔径干涉式辐射计技术中的数字互相关处理这一关键技术.     

真实地形环境下低空雷达目标回波信号分析

针对低空雷达目标与杂波、环境难于一体化建模的问题,提出了一种分析真实地形环境中低空飞行目标的雷达回波信号的实景相干复合方法(CHIAL).以机载脉冲多普勒(PD)雷达为平台,首先将半空间并矢格林函数引入物理光学方法中,结合图形电磁学计算低空目标的雷达散射场强度,然后利用地形高程数据和地形地物分析数据,得到杂波单元的散射特性,通过相干杂波模型产生地杂波,最后将所有雷达回波送入各自的距离门,并加入噪声信号,模拟包含目标特性和杂波特性的有效回波信号.与传统复合建模方法相比,CHIAL方法的目标回波信号和杂波信号更加准确.对机载PD雷达探测低空目标的仿真实验表明,CHIAL方法在处理90m×90m地形高程数据时,杂波分布和信杂比与理论分析基本一致,有很强的系统工程实用价值.     

机载预警雷达牵引模式的IRST探测效能分析

机载预警雷达牵引红外搜索跟踪系统(IRST)探测是同平台多传感器协同的一种重要工作模式。为定量评估该模式对IRST探测效能的影响,以IRST探测概率作为评估指标,建立多个瞬时视场下的成功牵引概率数学模型,计算在不同雷达工作模式下满足一定成功牵引概率的IRST搜索视场范围,推导IRST的探测概率与作用距离、脉冲积累之间的关系式。仿真结果表明,在保证成功牵引概率为0.99的前提下,雷达在高精度测量模式下的牵引效果最佳,使IRST的搜索区域缩小为原来的1/180,时间节约效率为99.4%,加快了对目标的截获过程。节余的时间可用来对目标进行脉冲积累,当积累2个脉冲时,在其最大作用距离处所对应的探测概率由无积累时的0.5提升到0.985 3,从而显著提升其探测效能。     

基于分段式探测的高分辨率沙姆成像激光雷达

为提高沙姆成像激光雷达技术远距离大气探测的距离分辨率(如3 km@54 m, 4 km@96 m, 5 km@148 m),提出了一种基于分段式探测的沙姆成像激光雷达探测方法.该方法在雷达系统的接收端采用2套探测装置，通过设置探测装置的系统参数，包括放置的角度、位置等，对探测路径以距离远近程度进行划分，实现分段大气探测.此系统在保证各分段实现高距离分辨率探测的基础上，实现了全距离范围内大气气溶胶的精细探测，从而提高了沙姆成像激光雷达的远端距离分辨率.反演计算结果表明，此系统的距离分辨率提高显著，同距离处分辨率提高近4倍(3 km@13 m, 4 km@24 m, 5 km@38 m).据此可推断利用三段式及更多段式分段探测能够进一步提高远距离处的分辨率.     

静电隔物探人系统建模与仿真

为了分析静电探人的原理,根据实际探测分析了人体生物电产生的原理,并把人体目标作为点电荷,与阻隔介质和空气组成一个整体系统. 根据静电感应原理对人体目标进行隔物探测. 利用镜像法研究了人体目标在多种介质结构中电场的分布,获得目标所在空间电势的计算表达式,建立了两种静电隔物探人系统模型,并对模型进行了仿真. 结果表明,根据计算得出阻隔介质的厚度和介电常数与探测距离成反比,根据模型和已知条件可以计算出最大探测距离.     

基于非参数统计的综合孔径图像弱小目标检测

针对综合孔径微波辐射图像中目标和复杂背景的边缘振荡对目标检测带来的影响,提出一种基于非参数统计的弱小目标检测方法.在对综合孔径辐射图像特征进行研究的基础上,采用非参数统计中的秩统计量描述图像中目标及复杂背景边缘的过渡纹理,给出综合孔径辐射图像的非参数统计描述模型,利用目标及复杂背景边缘各方向秩相关系数不同的特征,将目标与复杂背景有效地分离,实现对复杂背景的抑制和目标检测.仿真及实验结果表明该方法能有效地对综合孔径辐射图像中的弱小目标进行检测.     

逆合成孔径成像激光雷达系统设计

微波波段逆合成孔径雷达的成像分辨率受到发射信号带宽的限制,在对远距离目标、微小目标成像或提取目标精细微动特征时已不能提供足够高的距离分辨率.为解决这一问题,提出一种新体制雷达--逆合成孔径成像激光雷达,将逆合成孔径技术应用于激光波段,利用激光信号的极大带宽和极短波长实现对运动目标的超高分辨实时成像.分析了逆合成孔径成像激光雷达的高分辨原理,并结合激光信号和运动目标的特点,给出了雷达系统的初步设计方案.仿真实验证明:与利用微波信号成像的逆合成孔径雷达相比,逆合成孔径成像激光雷达能够实现对运动目标更快速、更高分辨的成像.     

基于多视图像序列跟踪的SAR地面运动目标检测

为基于合成孔径雷达(SAR)检测地面切向运动目标,提出基于多视图像序列跟踪的检测方法。在SAR多视图像序列上,具有切向速度的地面运动目标在子视图像间的位移轨迹可近似为一条斜线。该算法利用具有方向性约束的动态规划实现动目标在SAR多视图像序列上的轨迹跟踪,进而沿散焦轨迹作非相干积累可显著改善微弱目标检测性能。基于跟踪信息可实现动目标切向速度估计和解Doppler模糊。基于实测机载SAR数据的数值实验证明了该方法的有效性。     

运动目标微多普勒特征提取方法

雷达目标的微多普勒效应为目标精确识别提供了新的技术途径;近年来获得了广泛研究。为了实现对目标微多普勒特征的快速准确提取,在对逆合成孔径雷达系统中含旋转部件运动目标雷达回波信号距离-慢时间二维谱图域分析的基础上,提出了一种基于图像域的微多普勒特征提取方法。利用二维谱图上微多普勒曲线的正弦周期特性,实现对不同微多普勒曲线的分离和参数的快速提取,从而获得目标真实的微动信息,为目标的快速准确识别提供了依据。最后,仿真实验验证了该方法的有效性。     

基于ISAIL的空间小目标成像系统设计与仿真

为了实现对空间小目标的毫米级成像,设计了基于转台模型的逆合成孔径成像激光雷达系统,实现了距离向和方位向的数据融合并完成了模拟目标的2维图像重建.系统采用窄线宽光纤激光器、大带宽电光调制器完成了对激光脉冲的线性调频,并利用外差干涉的原理提高了回波信号的信噪比.结合空间小目标的运动特性,推演了含有旋转分量的激光雷达回波信号方程.在R-D算法中代入旋转分量完成图像重建的校正,实现了对模拟空间小目标的2维图像重建.实验用毫米级铝条模拟空间小目标,用步进电机使转台匀速旋转,模拟目标旋转过程.实验结果显示:当目标固定时通过回波能量即可获得1维距离向图像,峰值位置与真实目标的特征位置一致; 当目标运动时通过数据压缩、R-D算法及旋转分量的校正可获得模拟小目标ISAIL的2维重建图像,验证了系统可实现对毫米级模拟小目标的图像重建.     

基于编码超表面的三维孔径编码成像研究

针对雷达系统在微波频段对静止目标成像分辨率低的问题,基于超材料和孔径编码成像体制设计了一套三维成像系统,同时提出了一种三维成像的优化算法. 系统将立体目标所在场景划分为4个成像平面上的成像网格,利用编码超表面在不同编码时辐射特性的不相关性构造测量矩阵,实现了在Ka波段对静止目标的高分辨成像. 仿真结果表明,此成像系统能够对2 m距离内的静止目标实现准确重构,方位向分辨率为20 cm,距离向分辨率为10 cm.      

基于改进广义相对最优极化的极化SAR舰船检测方法

为了提高极化合成孔径雷达(SAR)图像的舰船检测性能,提出了一种基于改进广义相对最优极化模型的极化SAR图像融合方法.改进的模型包含两个因子的乘积.第一个因子是最优极化状态下的雷达接收功率;第二个因子对应最优检测准则下的3个极化参数(极化熵、平面相似性参数、二面角相似性参数)的融合结果.使用该方法融合图像能够使得目标和...     

全极化综合孔径微波辐射计全极化亮温的重构

为了获取全极化信息和降低重构误差,提出了一种改进的全极化重构算法应用于全极化综合孔径微波辐射计,并分析了交叉极化对全极化亮温各分量的影响程度.仿真结果表明,与传统算法相比,改进的全极化重构算法能够有效降低图像重构误差,获取高精确度的全极化亮温数据以满足测量土壤湿度、海表面盐度、海表面风矢量等应用需求.