海上角反射体群的RCS快速混合预估算法

在高频、远场条件下,对海上多角反射体构成的无源对抗系统的雷达散射面积(radar cross section,RCS)进行预估。针对传统算法计算量大、复杂度高的问题,提出综合利用改进的几何光学/区域投影法(geometrical optics/area projection,GO/AP)和散射中心合成法,进行海上角反射体群RCS的快速预估。首先,根据角反射体的分布态势,利用改进GO/AP算法实时计算各角反射体的RCS;然后,利用散射中心合成法将各角反射体的RCS贡献量相干叠加,快速预估角反射体群在特定分布态势下的RCS;最后,通过多次计算不同分布态势下的RCS,取平均值表征角反射体群在特定雷达照射方向下的RCS水平。利用FEKO软件对算法进行仿真验证,结果表明:所提算法在保证计算精度的前提下,能够显著提高海上角反射体群RCS的预估效率。     

浮空式角反射体RCS统计特征及识别模型研究

针对浮空式角反射体新型无源干扰器材的末制导雷达目标识别问题,对其雷达截面积统计特征及识别模型进行研究。采用理论推导方式依次构建浮空式角反射体及其阵列雷达截面积模型,利用SolidWorks建模仿真软件和三维电磁场仿真软件,对两型舰艇目标进行三维建模和电磁仿真;考虑到雷达截面积随观测角度变化起伏性较强的特点,通过统计手段提取浮空式角反射体和舰船目标位置特征、散布特征和分布特征中的9个统计特征参数,作为后续目标识别特征;基于深度神经网络构建浮空式角反射体类目标识别模型。结果表明:多个浮空式角反射 体成阵列使用能够在一定程度上改变单个角反射体固有的雷达截面积方向性,同时优化神经网络模型可作为判别浮空式角反射体类假目标的有效手段,在划分训练集和测试集上分类准确度分别为97.4%和94.3%。     

基于自适应伪谱法的UCAV低可探测攻击轨迹规划研究

研究无人作战飞机(unmanned combat aerial vehicle,UCAV)对地攻击阶段轨迹规划问题。首先,在综合UCAV的气动力特性、发动机推力特性基础上建立UCAV质点模型和动力学模型,并结合UCAV平台初始条件、机动性以及武器投射条件构建约束条件;针对当前轨迹规划中没有考虑雷达散射截面(radar cross section,RCS)随UCAV姿态角改变而动态变化这一缺陷,建立综合考虑动态RCS的威胁概率和攻击时间的目标函数;然后利用可变低阶自适应伪谱法求得攻击轨迹最优解。对时间最短、RCS固定和考虑动态RCS 3种情况进行仿真。结果表明,考虑动态RCS时,UCAV将根据威胁进行轨迹和姿态调整,极大减小了被敌方威胁捕获的概率。该算法能够提供规划轨迹的高精度状态和控制量信息,有利于实现攻击过程的高精度精细规划控制。     

姿态扰动情况下的目标动态RCS分布特性

运动目标姿态扰动是静动态雷达散射截面（radar cross section,RCS）差异的主要来源。造成姿态扰动的因素复杂且不可预估,增加了动态RCS分布特性研究的难度。将图形电磁计算与蒙特卡罗仿真结合,构建以均匀随机分布为扰动模型的动态RCS仿真分析平台。根据静动态RCS差异的统计分布特性,提出置信区间以及数学期望值的计算方法。选择两种运动模式下的飞机目标进行验证,将所得结果与实际扰动模型的动态RCS进行了比对。结论表明该方法具备较强可操作性和工程应用价值,提高了计算机动态RCS仿真能力,为目标静动态电磁散射特性一致性评估以及特征库构建提供了有价值的参考信息和分析方法。     

基于深度学习的弹道目标智能分类

针对弹道目标微动分类前需平动补偿及典型雷达散射截面积(radar cross-section, RCS)序列分类需构造人工特征的问题,提出利用弹道目标微动特性和RCS相结合的弹道目标智能分类算法。首先,建立弹道目标运动模型并分析得到方位角和俯仰角,从而获取RCS序列,在此基础上利用小波变换得到时频图并构建数据集;然后,通过卷积神经网络(convolutional neural network, CNN)提取时频图像特征序列并与RCS序列融合成高维特征;最后,利用具有容错能力的双向长短期记忆网络充分学习序列之间的相关性以实现目标分类。仿真结果表明,该算法比卷积神经网络和支持向量机的分类精度分别提高5%和2%以上,分类速度比卷积神经网络和双向长短期记忆网络分别提高1.5倍和2.5倍,实现了更高精度的快速智能分类。     

混合计算方法在无人机RCS预估中的应用

现代军用无人机外形隐身设计时对整机雷达散射截面（RCS）的快速预估分析是一项重要的研究课题。无人机作为一种电大尺寸的目标模型体,采用电磁场的高频计算方法,对于机体面目标散射场贡献采用物理光学算法（PO）,对于由面元结合部所形成的棱边绕射场贡献采用改进的等效电磁流（IMEC）算法分析,散射总场由两部分共同叠加计算生成。利用PO＋IMEC算法完成了对一种无人机目标模型RCS的模拟计算,将模拟结果与暗室实测结果对比获得了较为满意的结果。     

任意理想导电目标的NURBS曲面建模与RCS预估

少量的NURBS参数曲面足够描述任意目标的几何形状,通过Cox-De Boor变换算法可将任意NURBS曲面拆分为Bezier曲面。针对NURBS曲面目标模型,提出了非常适合于工程应用的目标电磁散射建模方法。该方法使用CAD软件(如UG等)进行复杂目标几何建模,通过其IGES接口传递模型数据;应用驻相法计算Bezier曲面上的物理光学(PO)散射场积分,快速、准确地获得任意复杂目标的RCS;讨论了NURBS曲面目标几何建模及其RCS计算中的关键技术。最后通过算例验证了理论算法和计算程序的有效性。     

基于弹跳射线技术的三维GTD模型构建方法

传统的基于弹跳射线(shooting and bouncing ray, SBR)技术的散射中心提取方法只考虑了理想点模型, 但理想点模型无法描述散射中心的频率依赖特性。对此, 提出一种基于弹跳射线技术的三维几何绕射理论(geometrical theory of diffraction, GTD)模型构建方法, 在通过传统方法获取的理想点模型的基础上, 利用射线管数据正向推算散射中心的频率依赖参数并修正其径向位置, 实现了高精度三维GTD模型构建。仿真结果表明, 点频、单视角下构建的三维GTD模型不仅能准确重构相同条件下的雷达散射截面(radar cross section, RCS), 还能实现宽带RCS外推, 能够满足目标宽带散射数据高效压缩和快速重构的应用需求。     

雷达目标动态RCS仿真研究

根据中段弹道目标的运动学特性，结合室内缩比模型RCS静态测量数据，提出了一种雷达目标动态RCS仿真的方法。该方法首先仿真空间目标飞行弹道，然后计算目标在飞行过程中的方位角，由此获得目标在设定场景下的RCS动态特性。仿真结果与理论分析相比较，证明了所提出方法的可行性。     

基于NURBS建模的隐身目标RCS仿真研究

隐身方法中,在目标表面涂敷雷达吸波材料(RAM)可以在所有方向上都达到减小雷达散射截面(RCS)的隐身效果。采用非均匀有理B样条(NURBS)方法建立目标模型,并将模型转化成易于计算的贝齐尔(Bézier)形式。然后,采用物理光学法(PO)计算了电大尺寸隐身目标的RCS。通过涂覆圆柱、涂覆柱台的计算,将结果与文献结果相比较,表明本方法是有效的,同时也说明吸波材料对减小目标RCS有显著效果。     

海面角反射器的极化旋转域特性研究

海面角反射器是反舰导弹的主要诱骗干扰手段之一。研究海面角反射器的极化散射特性具有重要的军事应用价值。极化旋转域解译方法能够有效挖掘目标散射多样性中蕴含的丰富散射信息。本文利用极化相关方向图解译工具分析了典型三面角和二面角结构的极化旋转域特性差异。在此基础上以八面体角反射器和二十面体角反射器为研究对象, 分析了角反射器极化旋转域特征随方位角、频率以及海况等级的变化情况, 揭示了海面角反射器极化旋转域特性演化规律。通过特征提取, 研究发现极化相关度、极化相关起伏度、极化相关特征最小值、极化相关对比度和极化相关特征反熵敏感于舰船目标和角反射器干扰的极化散射差异。研究工作为角反射器干扰的抑制和鉴别提供了关键技术支撑。     

PO Analysis for RCS of Nonorthogonal Dihedral Corner Reflectors Coated by RAM

1. INTnODUCTIONThe orthogonal dihedral structu-re consisting of two metamc flat plates, which ekists on many comPlex taJr-gets such as aircraft and nilssiles, often thects a large baCkscattering RCS over a substantiaI range of aJngles.Therefore, how to reduce backscatterillg from the dihedral structure has become an interesting topic for somscholars. Two princiPal aPproaches, VaIytng the internal ange of refiector and the surface coating, have beenwidely studied to reduce RCS of the …     

海面角反射器干扰微多普勒建模与仿真

研究了在波浪作用下,海面角反射器干扰的微动建模及其微多普勒特性仿真问题。以船搭载的角反射器干扰为具体研究对象,根据海上目标耐波性理论,结合海况等级和角反射器载体的水动力系数,建立了在各种海情条件下角反射器摇摆运动仿真模型。根据设定的雷达参数,推导了角反射器随载体的横摇和垂荡运动产生的雷达微多普勒模型。最后,采用时频方法提取了角反射器回波的微多普勒特征,通过仿真实验验证了模型的正确性。     

无人机视觉着舰导航鲁棒角点精确检测算法

针对舰载无人直升机着舰时拍摄的图像存在大尺度、角度畸变,使得合作目标角点难以检测的问题,提出一种鲁棒角点精确检测算法。设计了一种彩色非对称合作目标,通过计算合作目标的最小周长多边形（minimum perimeter polygon,MPP）来获取轮廓上的角点。针对这些角点存在伪角点及未排序问题,给出了斜率约束、距离约束和方向约束策略。最后,针对亚像素Harris角点检测算法精度高但未排序、三重约束的MPP角点检测精度低但已排序的问题,制定了这两种角点检测方法的融合策略。实验表明,所提算法可以有效解决合作目标图像发生大角度畸变以及一定尺度畸变范围内的角点检测。     

基于HPP/PO的舰船与海面耦合散射快速算法

针对粗糙海面上舰船类超电大尺寸复杂目标电磁散射问题,提出了一种基于混合面元投影(HPP)和物理光学法(PO)的计算目标与海面耦合散射的快速算法。首先建立基于海谱的海面几何模型,并考虑海面面元的微粗糙特性,修正海面反射系数,然后针对目标和海面的结构特点,形成两种尺度面元混合的目标与海面模型,对电磁波在海面和目标之间的多次反射按照GO原理进行快速投影运算,并利用PO计算投影区域的散射贡献,最后给出了几组典型实例的计算结果。数值计算表明,该方法对于海面舰船类目标的散射计算是高效、准确的。     

基于改进混合对数正态分布模型的隐身飞机动态RCS统计特性分析

针对经典模型描述复杂航迹情况下的隐身飞机动态雷达散射截面(radar cross section,RCS)统计分布特性精度不足的问题,提出一种精度更高、拟合效果更好的改进混合对数正态分布模型.首先,基于目标电磁散射数据建立隐身飞机静态RCS数据库.其次,结合实战过程中隐身飞机的运动规律,对其进行复杂机动航迹建模,解算得...