基于粒子模型的飞机尾流雷达回波仿真

飞机尾流探测是国际航空安全领域研究的热点.研究飞机尾流雷达回波信号仿真技术,提出了基于粒子模型的尾流雷达回波信号仿真方法,给出了尾流目标的对数螺线运动模型和尾流粒子脉冲多普勒雷达回波模型,分析了尾流各演化段的粒子分布特点.最后仿真结果表明尾流雷达回波频谱是展宽的,具有独特的时频分布演化特点.该仿真研究将有助于机场飞机尾流检测,对预防飞机事故,提高机场飞行容量具有积极意义.     

基于旋翼微动雷达特征的空中目标识别

详细分析了直升机目标回波信号的多普勒谱的构成,针对直升机目标和固定翼飞机目标多普勒谱的差别,提取了两种微多普勒特征用于识别直升机目标和固定翼飞机目标,其中一种利用了直升机回波信号正负多普勒频谱能量的不对称性,另外一种利用了机身回波信号能量与旋翼回波信号能量的对比,使用仿真数据和试验测试录制的数据计算结果表明,该方法具有很好的识别效果。     

飞机尾流的仿真平台构建研究

大量研究表明飞机飞行过程中,若遭遇前机尾流,飞行安全将会面临严重的威胁,因此飞机尾流的探测成为飞机飞行安全特别是机场安全的关键难题.针对上述背景,构建了飞机尾流电磁散射特性与三维视景仿真系统,研究飞机尾流稳定段的演化趋势,得到了飞机尾流的速度分布特性和RCS特性等量要雷达特性,为飞机尾流的雷达探测研究奠定了理论基础.建立的飞机尾流视景仿真模块逼真的模拟了飞机尾流的演化趋势,为机场航空管制提供了直接有效的管理手段.     

基于AR模型的飞机尾流距离检测方法

尾流复杂的电磁散射特性使得传统基于快速傅里叶变换(fast Fourier transformation, FFT)的频域检测方法不适用。首先,基于FFT的谱估计方法频率分辨率较低,尤其在短脉冲序列条件下性能较差;其次,尾流作为一种频域扩展目标,其回波能量在频域较为分散,单通道或多通道求和检测都会损失较多能量。利用分辨率更高的自回归(autoregressive, AR) 模型进行谱估计,并基于AR流形上的距离定义一种距离检测器,将尾流谱整体进行检测,能充分利用尾流的多普勒信息,通过利用尾流数据对距离检测器和传统方法的检测性能进行仿真比较分析,验证了所提方法的有效性。     

对微弱线状分布目标的雷达检测方法

针对飞机尾流等空间分布式目标所具有的线性特征,提出一种基于Hough变换的微弱线状分布目标检测方法。首先描述了Hough变换直线检测的一般原理,推导建立了线状微弱分布式目标的雷达回波信号模型,给出了利用Hough变换技术对线状目标回波能量进行空域非相参积累的方法。结合某L波段典型雷达系统参数进行仿真实验,仿真结果表明该方法能够有效地实现对噪声图像中线状微弱分布式目标的检测。根据检测结果,利用逆Hough变换可以对目标空间位置进行较为准确的判断。     

S变换在雷达目标识别中的应用

针对雷达目标回波的非平稳特性,推导了S变换及其实现算法,利用电磁场时域有限差分算法仿真了三种军用飞机的宽带散射信号,采用S变换对飞机目标的雷达回波进行时频分析,提取时频分布图的奇异值特征作为目标特征矢量,利用径向基函数神经网络对特征矢量进行训练和学习,最后对三种飞机做了分类识别,取得了很好的识别效果.     

基于图像描述技术的飞机目标架次判别方法

利用图像描述技术对非相参回波信号波形作了一定的分析,提取出反映飞机目标不同机型(大、小)和不同编队(架次)可资分类识别的图像特征信息。采用极大极小模糊神经网络对提取出的特征进行了训练和分类识别试验,验证了图像特征信息的有效性。结果表明,基于图像描述技术的架次判别方法,为解决常规非相参雷达编队飞机目标架次判别问题提供了一条新的途径。     

天空双基雷达回波空时二维建模与分析

天空双基地雷达作为一种新型预警雷达体制,具有探测范围大、抗干扰能力强等优点。本文首先建立了天空双基地雷达的几何模型,然后对目标回波、杂波及直达波进行建模,并分别分析了三者的距离特性与多普勒特性,最后对有无地球自转情况下多普勒频率与目标飞行速度角度的关系、空时二维杂波谱以及目标回波与直达波的空时二维谱进行了仿真。综合理论与仿真结果,表明所建模型是合理的,能为天空双基地雷达关键技术研究提供参考。     

基于改进Dijkstra算法与时频域滤波的雷达目标识别

针对弹道中段雷达目标回波的微多普勒特征提取精准度不高导致目标识别率低的问题, 提出一种基于改进Dijkstra算法与时频域滤波相结合的雷达目标分类识别方法。该方法首先采取改进Dijkstra算法提取多分量回波信号中最强分量的瞬时多普勒特征, 然后利用时频域滤波方法滤除最强分量, 依次提取多分量信号的瞬时多普勒特征, 并将该特征应用于弹道中段雷达目标识别。仿真结果表明, 该方法适用于多种微动形式, 提取回波信号的微多普勒特征的精度更高, 对于弹道中段雷达目标平均识别率较高。     

进动锥体目标平动补偿及微多普勒提取

针对平动调制下的进动锥体锥顶及锥底滑动型散射源微多普勒提取问题,提出一种利用微多普勒曲线交叉点频移信息完成平动补偿并利用正交匹配追踪(orthogonal matching pursuit, OMP)提取微多普勒的方法。根据进动锥体散射源微多普勒变化规律建立回波模型,引入二次型平动速度调制项,发现微多普勒曲线交叉点处的瞬时频移是由剩余平动引起的。利用Harris-Laplace角点检测获取时频图中微多普勒曲线交叉点信息,通过最小二乘参数辨识得到剩余平动参数;针对平动补偿后锥体散射源微动特性构建回波信号原子集,利用OMP稀疏分解提取各散射源的微动信息。仿真验证了所提方法的有效性。     

空中加受油仿真中尾流扰动的建模与仿真

对现代军机空中加受油仿真中的加油机尾流仿真进行了研究,论述了加油机尾流的组成流场、形成原因和对受油机的扰动作用。根据飞行试验数据资料和缜密的理论推导,将加油机尾流对受油机的扰动作用分为纵向和横向两个通道,并分别建立了空中加受油仿真的尾流扰动仿真模型,并给出了在实际工程应用中的调试方法。建立的加油机尾流扰动仿真模型在某型飞机飞行仿真系统应用中收到了很好的效果。     

船舶尾迹SAR成像仿真与散射特性分析

分析船舶尾迹后向散射特性,可以进一步理解合成孔径雷达(SAR)图像上尾迹的雷达特征。基于双尺度法(TSM)给出了一种分析船舶尾迹微波后向散射特性的简化数值计算模型,并提出将尾迹海面波高函数用于模型的计算。同时得到尾迹的成像仿真结果。结果表明,探测参数对船舶尾迹散射特性与对无尾迹海面散射特性的影响是一致的。通过与海上试验得到的SAR图像比较,进一步分析和验证了雷达视向与船舶航向夹角的变化对尾迹散射特性的影响。     

复杂环境下的舰船航迹仿真

舰船航迹仿真对航迹成像和检测的研究有着很重要的意义，但现有的仿真方法大都局限于航迹主模式的模拟。作者在充分考虑到舰船航行时的复杂环境的前提下，提出了一种较为全面的航迹仿真方法。在模拟航迹主模式的基础上，借助粒子系统的思想加入湍流航迹；在模拟背景中加入海浪，借助OpenGL实现了有大雾或者云层遮挡下的航迹效果。该方法得到的结果对航迹检测算法提供了更为有效的试验条件及检验依据。     

鱼雷尾流追踪弹道设计与仿真

建立了较完备的尾流仿真模型,给出了尾流空穴模型和机动目标尾流的正确描述。建立了尾流检测模型,给出了仿真原理及快速仿真算法。为尾流追踪弹道设计提供了良好的仿真平台,仿真结果表明,该系统完全可以用于弹道设计的数学仿真试验。     

水下航行器反舰尾流自导弹道设计与仿真

首次建立了水面目标舰机动条件下的尾流仿真模型，研究了水下航行器对目标尾流碰撞检测的仿真原理，给出了尾流自导逻辑弹道仿真方法，从而完成了水下航行器反舰尾流自导弹道软件系统的研制，仿真应用结果表明，本项研究对于目标几何建模和尾流自导仿真方法研究具有实际应用价值。     

基于FLUENT对涡街流量传感器流场仿真及特性研究

运用FLUENT数值仿真软件成功的模拟出流体流经涡街流量传感器时所产生的卡门涡街现象.通过将仿真得到的涡街脱落频率与实验结果比较,两者之间的最大误差不超过10%,表明了FLUENT用于涡街流量传感器流场仿真,进而对传感器进行改进和优化的可行性.基于仿真结果与实验的比较,利用FLUENT数值仿真得到了目前最常用的梯形旋涡发生体后的最佳取压位置为距发生体尾部2.8倍的截流面宽度处,并将梯形发生体与T形发生体进行了对比研究,研究表明T形发生体产生的旋涡信号要优于梯形发生体.     

基于网格吸附插值法的不规则尾流场构建方法

尾流模型的构建对于尾流遭遇情形下的飞行动力学研究具有重要意义。针对远距尾流的振荡发散特点结合正弦扰动特性构建尾流的长波振荡模型,分析不同幅值参数下尾流场速度参数,提出网格吸附法以解决坐标变换后排列不规则问题。通过与其他插值算法对比,结果表明网格吸附法在标点密度达到拐点的情况下插值速度最快,精度符合要求,效率最高。最后,构建了前机的不规则尾流场。     

飞机尾流的二维可视化仿真

根据合理假设把飞机尾流卷起后的物质运动模拟为一个无源对流扩散过程,该过程完全描述了尾流大气中各保守被动量(如水蒸汽、位温等)随时间的变化分布特性.利用二维直角坐标系下的有限差分方法对该方程进行求解,得到了尾流中保守被动参量随时间的演化关系,完成了对尾流的二维可视化仿真.