舰船目标回波高分辨数据仿真

高分辨技术能够有效地从电磁波参数中抽取有关目标的信息。为了充分利用这些信息，就必须详细了解电磁波与目标之间的相互作用机理。本文采用点散射模型对舰船这类分布式目标的雷达回波进行了仿真。组成目标的各散射体具有不同的散射强度和高度，各散射体之间产生的电磁耦合采用能量守恒原理来处理；并依此给出了几类典型舰船目标雷达回波的高保真数据仿真结果。     

基于时频分布的空间锥体目标微动形式分类

空间锥体目标的微动形式分类对空间目标识别、参数估计等有着重要意义。针对这一问题,提出了一种从雷达回波时频分布中提取特征对微动形式进行分类的方法。首先分析了空间锥体目标的散射特性,在此基础上建立了等效散射点模型,并与传统的一般散射点模型比较,电磁计算结果进一步证明了提出模型的正确性;在特征提取阶段,基于能量强弱提取了回波时频分布中包含微动信息的区域,并针对自旋、进动、章动3种微动形式下瞬时频率变化的差别提取了4种特征;最后基于等效散射点模型仿真产生训练数据集、电磁计算产生测试数据集的模式,使用支持矢量机（support vector machine, SVM）分类器的分类实验结果表明新方法在一定信噪比条件下可有效实现对微动形式的分类。     

风轮机雷达回波的仿真与分析

风轮机对空管雷达、通信、导航等电子设备会产生严重影响,风轮机的电磁散射特性及其回波仿真技术对于风电场杂波抑制、保证空中交通安全具有重要的意义。基于风轮机散射点叠加的模型,研究了风轮机雷达回波信号的仿真问题,考虑了雷达入射波的方位角和俯仰角对回波信号的影响,建立了任一观测点处雷达回波信号模型及其回波仿真曲线,对雷达回波信号的时域、频域和时频域特性进行了分析,为风轮机叶片长度、叶片转速、叶片个数等参数的辨识提供相应的理论基础。仿真结果与理论推导及文献中的实测结果进行了比较分析,证明了回波仿真模型的有效性。     

基于扩展Kalman滤波的运动目标距离/速度联合估计

通过对高频区运动目标的频域回波模型的分析,提出了一种基于高频区回波频域模型的非成像类参数化高分辨方法。该方法基于扩展卡尔曼滤波理论,通过对所建立的运动目标回波频域模型进行参数估计来获得目标距离高分辨。仿真结果证明,该方法回避了目标运动情况下成像类高分辨方法所必需的距离补偿问题,多散射点情况下在获得各散射点的距离高分辨的同时,可以获得目标运动参数的精确估计。     

基于状态空间模型的雷达目标一维散射中心参数估计

复杂雷达目标回波可看成是多散射中心回波的合成。首先建立了雷达目标回波的状态空间模型,然后利用超分辨方法估计一维散射中心的参数。在此基础上提出了一种基于状态空间的散射点数估计方法,该方法能够嵌入状态空间分析方法中,在进行超分辨分析的同时获取目标散射点数的精确估计,最后利用经典雷达回波模型对该方法进行了仿真实验验证。仿真结果表明,该方法能有效地提取一维散射中心参数并估计出散射点数,且具有良好的抗噪性。     

常规雷达飞机回波调制特性的建模

为了从常规雷达回波中提取用于飞机目标识别的调制特征,依据雷达回波调制特征产生机理,推导了常规雷达直升机、螺旋桨飞机和涡扇喷气飞机回波调制特性的参数模型。分析讨论了实际飞机和常规雷达特殊性对不同类飞机旋转部件调制特征的影响。通过仿真和实际回波分析验证了调制特性参数模型的正确性、有效性和实用性。研究表明,从实际常规雷达飞机回波中可提取相对不变的、与直升机和螺旋桨飞机旋转结构相对应的调制周期特征;而对涡扇喷气飞机,调制周期特征是模糊的。     

一种宽带雷达相干检测的新方法

宽带雷达目标回波表现为多散射点子回波的合成,各子回波幅度、频率、相位具有一定的随机性,造成一个重复周期内各子回波信号能量难以有效积累,严重影响宽带雷达目标检测性能.针对此问题,提出利用RELAX算法实现宽带雷达目标多散射点子回波精确分离,对各子回波幅度相加实现多散射点回波能量相参积累,提高输出信噪比,从而增强宽带雷达的目标检测性能.仿真及实测数据处理结果表明所提出的方法应用于宽带雷达重复周期内多散射点回波能量相参积累是有效的.     

基于高分辨雷达的运动目标参数估计方法研究

根据运动目标的频域回波的特点，深入研究了一种具有多项式相位结构的运动目标回波仿真模型，并提出了基于该模型的多特征参数提取方法。该方法基于匹配傅立叶变换理论，依据频域雷达目标回波特征构造匹配函数，对目标回波数据进行匹配傅立叶变换，变换结果的主瓣坐标反映了目标散射点的距离及速度信息。大量的仿真实验结果证明，该方法十分有利于进行运动目标的特征提取。根据对仿真结果的分析，进一步给出了改进算法，使得在较低信噪比情况下也能够有效的检测出目标上的散射点的距离与速度参数。     

基于近场散射模型的超低空目标雷达回波模拟

近区超低空目标具有更为复杂的电磁散射机理,需要建立更为精细灵活的回波模型.基于改进的物理光学与等效电磁流方法建立了目标的近场散射模型,结合面元模型与"四路径"模型提出环境与多径的近区散射计算方法.利用建立的电磁模型,以雷达导引头探测近区超低空目标为应用背景,建立了雷达回波信号模型.验证了近场电磁模型的有效性,仿真分析了...     

AFSS反射器双脉冲周期间歇调制方法

针对无源电磁调控中目标模拟样式单一且灵活性欠缺的问题,利用有源频率选择表面(active frequency selective surface, AFSS)电磁散射特性可调且不主动辐射电磁波的特性,提出了一种AFSS反射器电磁散射状态切换的双脉冲周期间歇调制方法。构建了AFSS反射器的双脉冲周期间歇调制信号模型,分析了调制信号的特点。通过理论推导,研究了AFSS反射器对雷达线性调频信号回波匹配滤波结果的影响。最后进行了仿真验证,结果证明了所提方法的有效性和可行性。该方法增加了控制参数维度,调制样式更为丰富,应用于雷达目标模拟时可以提高其可变性和灵活性。     

基于电流相位特性的滑动散射中心建模方法

复杂流线型目标通常包含多个滑动型散射中心(sliding scattering center, SSC)。由于SSC位置随观测方位变化而改变, 采用现有的散射中心建模方法所获得的SSC属性参数精度受到雷达图像分辨率、多散射中心图像混叠和参数估计精度的限制。本文提出一种基于表面电流相位特性的散射中心建模方法。该方法基于全波法计算的稀疏采样角度下的表面等效电流数据, 通过驻相点自适应提取、电流分区, 实现目标散射中心的参数化建模。驻相点自适应提取可以精确确定散射中心位置, 电流分区计算可以避免多散射中心成分混叠造成的参数提取困难, 从而保证了散射中心的建模精度。本文以某导弹和飞机模型为例, 采用全波法和传统方法建模计算结果对使用该方法建模的效率和精度进行了验证。     

基于CORDIC的滑窗最小二乘递推算法

针对最小二乘算法涉及对数据自相关矩阵求逆,若直接求逆则计算量比较大,且求逆过程对误差比较敏感,有限字长效应明显的问题,提出一种基于Givens旋转的滑窗RLS实现方法,并且给出了CORDIC实现的方法,提高了基于QR分解的最小二乘算法实现的计算效率和数据吞吐率,使其适应于需要极高采样率的应用,并且该算法能够以滑窗形式的样本作为输入,比传统的Givens算法能够适应更多的应用环境。仿真结果验证了该方法的有效性。     

近场大转角情况下水下转台目标成像研究

针对近场大转角情况下水下转台目标成像问题,建立了目标回波信号模型,根据近场条件的特点将投影层析算法进行适当地修正后,用于解决当目标转动角度较大时运用距离-多普勒算法对其成像存在的越分辨单元走动难题.利用修正后的算法实现了多点目标以及刚性椭球目标的仿真成像,结果表明运用该算法可获得近场大转角情况下的水下转台目标成像.     

高分辨水下目标近场二维散射特性计算及仿真

基于转台成像的原理和卷积反投影(CBP)的成像算法,实现了高分辨率水下复杂形状目标的近场高频二维声散射特性的计算.首先采用理论建模方法数值计算得到潜艇目标的近场高频回波仿真数据,然后采用CBP进行近场转台成像处理,得到潜艇近场距离-方位二维声图像.仿真结果清楚地给出潜艇目标强散射点的二维位置.利用该方法可以有效地预测水下目标的散射特性,为目标特征缩减和目标识别提供重要的依据.     

基于宽带相位修正的散射矩阵变极化基测量

针对目标极化散射矩阵测量中,极化变换过程要求矩阵各元素具有高度的相位一致性,但实际测量很难达到,进而造成变极化基测量结果误差较大的问题.推导了一般化的极化基变换过程,分析了测试系统极化支路相位非对称性对极化变换的影响,结合宽带时频变换算法特征,提出了一种基于宽带高分辨的散射矩阵元素相位修正方法,并通过标准体的实际测量验...     

复杂目标电磁散射计算的可视化研究

科学计算可视化日益与各学科相结合,产生新的研究方法。在复杂目标电磁散射研究中,目标的几何建模和雷达散射截面(RCS)计算结果的分析在目标电磁散射分析中越来越重要,利用多种样条曲面进行复杂目标精细几何建模,采用GRECO(图形电磁学)法计算目标的RCS值,从而提高电磁散射计算的精度,并对RCS计算结果进行可视化处理,使计算结果直观且易于分析。     

基于圆投影向量的景象匹配方法研究

景象匹配中经常会出现基准图和模板图之间存在任意角度旋转的情况,传统的结构化模板匹配算法通过逐个比较基准图和模板图对应像素灰度值之间的相关性进行匹配,所以只能工作在小角度旋转的情况下,对任意角度旋转的景象匹配是无能为力的。利用圆的各向同性和投影特征提出了圆投影匹配算法,并对其进行了改进。实验结果表明,两种算法都具有旋转不变性,但是改进后的圆投影匹配算法对灰度变化、噪声、光照以及对比度变化等具有更好的鲁棒性。     

人类活动对草原影响的研究与仿真

为了天然草原的生息繁衍和可持续发展，针对目前我国草原严重受损的现状，研究了人类活动对草原生长状况的影响，建立了草与食草动物两种生物相互作用的生态学模型，对其进行了深入分析：此后考虑到人为破坏行为对草原生物链的影响，对模型作了进一步改进；巧妙地将模型中的非线性微分方程组线性化，对模型求解；应用Matlab软件对草原的命运予以仿真；最后得出重要结论，对草原的修复及保护有重要参考意义。     

基于ICP算法的非合作目标特征点云配准优化

针对视觉测量中非合作目标无法提供合作信息从而引起的位姿测量问题,采用ICP(Iterative Closest Point)算法配准不同时刻获取的点云降采样数据来完成目标的相对位姿测量。利用运动恢复结构算法获取了目标当前时刻的点云数据并比较了基于阈值匹配与光流匹配的特征点匹配算法,利用三角测量法对提取到的特征点进行重建,同时将点云数据进行降采样处理,根据降采样后的点云数据计算出不同时刻目标的相对位姿关系。实验表明当物体发生旋转运动时,对降采样数据利用ICP算法计算得到的目标绕坐标轴旋转角度最大误差不超过0.11º。     

介质体电磁散射的矩量法快速求解

针对传统低阶矩量法(MoM)几何建模复杂、计算量大等缺点,采用高阶矩量法和双线性表面技术对介质体电磁散射问题进行了研究。首先建立散射体的双线性表面几何模型,然后基于等效原理建立表面电磁积分方程,最后以典型散射体为例,采用高阶矩量法进行了仿真计算。计算结果表明,高阶矩量法结果不仅与MoM结果吻合很好,而且至少减少了50%的未知量,同时也节省了计算机内存。因此该算法在快速求解介质体的电磁散射问题时有一定的理论和应用价值。