基于神经网络和散射中心模型的目标参数提取

从雷达回波中获取目标几何参数信息往往存在高计算成本、非线性等困难。该文基于卷积神经网络和前馈神经网络, 提出了一种依据散射中心时频像特征的目标类型自动识别和目标几何参数自动提取方法。由于构建一个神经网络需要大量的训练数据样本, 而扩展目标的散射场计算又非常耗时, 利用基于已知目标已建立的散射中心模型, 快速生成大样本训练数据, 有效解决了训练样本难以获得的问题。以弹头类目标为例给出了数值实验结果, 证实了所提方法的有效性。     

基于多元组提高射频仿真角度精度的方法

射频仿真技术在弹载射频系统的研发过程中发挥着重要作用,然而现有基于传统三元组的射频仿真系统角度精度的进一步提高存在瓶颈。研究了利用多元组结构来提高角度精度的方法,相较于传统的三元组,多元组的幅度取值存在冗余,可以通过优化求解,获得各辐射单元的最优的幅度取值,给出了在此最优幅度下多元组所能达到的最优仿真角度误差方差的表达式。数值计算结果表明,幅度优化后的多元组能够显著提高射频仿真系统的角度精度。研究结果对于射频仿真技术能力的提升具有理论意义和应用价值。     

前向雷达目标回波成分与特性分析

一般认为双基地雷达在前向散射区(双基地角为135°~180°)的RCS较其他方向更大,前向雷达的应用正是建立在此优势的基础上。然而某些实际场景下天线所接收的电磁波并非散射波,而是散射波与发射天线辐射波的复矢量叠加。由于相位和电磁场极化方向的差异,总场表现出与散射场不同的变化特性。用全波法计算了扩展目标分别在近场、远场观测条件下前向区散射场、总场随距离和方位的变化,分析和总结了总场与散射场的数值特性差异。     

基于全波数值算法的扩展目标微动特征仿真

针对现有仿真研究对象多为简单目标,由此得到的研究结论不能简单地移植到复杂目标上这一问题,计算电磁学的全波数值算法———合元极,融入到微动复杂目标回波模拟中.以球头锥结构目标为例,研究了金属、涂敷球头锥在不同微动、极化方式下的微多普勒特征.研究表明,极化方式和涂敷影响了微多普勒信号亮度变化,但微多普勒频率变化规律保持不变,此研究工作可对弹道导弹探测、识别应用提供一定的量化参考.     

薄涂覆目标散射中心的精确建模

目前，针对金属目标的散射中心模型的研究已相对成熟，但是对带有薄涂覆结构的复杂目标散射中心模型的研究较少。通过研究发现，薄涂覆引入的影响主要体现为对散射场幅度的衰减作用。因此，提出通过对薄涂覆对电磁波的衰减作用建模，并在金属目标散射中心模型的基础上增加该衰减项，以实现对薄涂覆目标的散射中心建模。该建模方法避免了直接对复杂目标整体散射进行数学建模和参数估计，散射模型的物理意义更明确、形式更简洁。经弹头和飞机目标的全波法结果验证，所建立的薄涂覆目标散射中心模型在雷达散射截面起伏、成像特征的仿真中均具有较高的精度。     

基于分集技术的射频仿真角度精度提高

研究了提高射频仿真系统的角度精度的方法。提出了三元组分集技术,该技术通过使用多个三元组同时对同一个点目标进行模拟来提高仿真角度精度。不同三元组具有相互独立的角度误差的电磁能流在空中汇集,称之为空间合并。当各三元组的能流配以合适的权重时,空间合并会给出最佳的角度精度。该文依据最大比率合并算法,给出了各三元组的最佳权重。当5个三元组进行分集时,仿真角度误差的方差可以减小到原来的60%以下。参与分集的三元组数目越大,仿真角度精度越高。这对于进一步提高三元组射频仿真精度具有理论意义和实用价值。     

克服宽测绘带SAR盲区问题的变脉冲周期技术

针对宽测绘带方法大多都是对好几个子测绘带同时成像,一般只使用一副天线进行脉冲收发而带来盲区问题,提出了一种变周期脉冲技术来克服这种盲区问题,该方法利用脉冲周期的变化使每个脉冲的盲区位置相互错开,这样一个脉冲的盲区就能在其它脉冲周期内进行采样并且成像。具体论证了变周期脉冲技术引起的采样率变化;给出了变周期脉冲技术中的信号处理方法;讨论了变周期脉冲技术对合成孔径雷达成像的影响并给出了仿真结果。     

电特大天线增益的高效求解

为解决电特大天线辐射特性计算效率低的问题,提出并实现了一种基于多极子的聚集思想快速求解远场信息的高效并行算法.根据目标在并行多层快速多极子中几何树的特征,提出高层远场模式直接聚集,并且按行并行插值的混合MPI-OpenMP并行计算方案.将该算法应用于大射电天文望远镜FAST（five-hundred-meter aperture spherical telescope）的远场方向图和增益的计算,通过与等效电流直接积分法计算对比展示其计算精度与效率.结果验证该算法的远场辐射特性计算精度,且同等远场计算任务量下,平均单方向计算效率提高近万倍.      

一种矩量法精度分析验证方法研究

提出一种针对任意形状目标散射矩量法计算的精度验证方法.根据等效原理,建立介质目标积分方程.令介质分界面两侧的介质参数相同,推导出入射等效源在介质体外产生的场为0.利用这种性质,对任意形状目标散射问题矩量法计算精度进行验证.对球和正8面体等算例进行的数值实验,验证了不同奇异点处理方法下介质目标积分方程的精度.数值实验证明了转移法和坐标变换法的精度优于提取法.结果同时表明所提出验证方法的有效性和通用性.      

三维复杂目标近区散射场的计算

针对复杂目标近场电磁散射特性问题,应用有限元全波数值方法计算复杂目标在赫兹偶极子辐射球面波照射下的散射特性. 由于有限元方法所计算的区域有限,为精确获得目标近区散射场,通过已得输出面上电流源和磁流源,推导得出空间中任意位置处的散射电场严格表达式,并将其用于计算复杂目标的近区广义雷达散射截面. 通过数值试验验证该严格计算公式的正确性,展示该方法对复杂目标近场电磁散射特性问题的有效性.