弹道导弹目标回波信号建模与雷达特征分析

介绍了弹道导弹运动目标特征提取和雷达识别的研究概况,针对锥顶不动、进动角固定的匀速进动锥形弹头目标,对其典型运动进行建模,给出了回波的解析表达式,利用数值解的方法,对回波信号进行了频谱分析和时频分析,提取了频谱调制特征和微RCS特征,使用Wigner-Ville分布峰值检测法,提取了回波信号的微多普勒特征,给出了使用雷达微动特征识别弹道导弹弹头的途径.最后给出了回波信号时频分布、微多普勒、多普勒谱和微RCS的仿真结果,证明了理论分析的正确性.     

运动目标多普勒回波数值模拟

提出了一种应用准静态技术,结合快速多极子算法计算任意形状的运动目标多普勒信号的方法.对目标的几种典型的微动多普勒信号进行了仿真,并应用高分辨时频分析算法对仿真得到的微多普勒信号进行了分析,提取出了微多普勒瞬时频率,通过与相应微动规律的点目标微多普勒瞬时频率进行对比,表明二者具有相同的变化规律,从而证明文章提出的方法是有效的.     

雷达目标回波模拟研究与实现

对雷达目标回波模拟进行了简要分析,介绍了雷达目标回波模拟所需的航迹模型、时延模型、多普勒模型、幅度起伏模型和角闪烁模型等仿真模型,以及采用上述仿真模型和基于宽带数字射频存储器（DRFM）技术、直接数字合成（DDS）技术、频率合成技术、实时信号处理技术和微波射频技术的雷达目标回波模拟系统,给出了模拟的效果图,取得了较好的模拟效果。     

轨道飞行目标的雷达回波模拟及成像

逆综合孔径雷达（ＩＳＡＲ）是国内９０年代初新兴的一个课题，近几年对空中目标成像的取得了很大的进展，本文通过计算目标后向散射场来模拟轨道飞行目标的ＩＳＡＲ回波，讨论模拟和成像过程并给出模拟成像结果，同时分析了轨道飞行目标成像对雷达重复频率和相干积累时间的要求。     

雷达高度表回波模拟及扩展目标算法

雷达高度表回波信号具有时域和多普勒域二维展宽特性,将该特性作为目标检测器的先验信息是提高弹载雷达高度表检测性能的重要方法之一。将目标回波看作是若干个散射点回波信号的矢量合成,并考虑载体高速运动对各个散射点回波信号的多普勒调制,提高了目标回波仿真的可信度。仿真模拟了不同地形地貌、不同高度条件下的回波信号,分析了目标回波在时域和多普勒域的展宽及起伏特性。通过在时频域对目标散射点二维分布的估计,设计了一种适用于弹载雷达高度表的改进BS-GLRT检测算法。仿真表明,该检测算法的性能优于现有的检测算法。     

雷达上船舶目标回波大小引起的目标重心偏移模拟

在雷达目标跟踪时,为了正确地计算出雷达中显示的目标位置,采取计算二值图像中雷达目标图像的重心(抑或质心)位置来作为目标的位置。文章通过一系列的计算阐述了不同船型的回波对船舶重心位置的影响。     

超宽带线性调频雷达目标回波模型

超宽带雷达具有高分辨能力,它探测到复杂目标时,目标总的电磁散射是多散射中心的合成,回波信号不同于普通的窄带雷达回波。文中分析了在超宽带信号照射下的目标散射特性,得到超宽带雷达的一般模型。     

高分辨雷达目标回波信号模拟与分析

对高频区复杂目标的散射特性进行分析,建立了基于多散射中心的高分辨雷达目标回波模型,在此基础上对线性调频信号进行模拟,生成目标的回波数据,同时给出了脉冲体制雷达数据采集和存储方法的模型。为验证回波模型的有效性,对仿真的回波数据分别进行脉冲压缩和多普勒处理,处理结果正确反映出目标特征,表明模型可行有效。研究结果可为目标特征提取、目标识别提供技术基础。     

雷达回波信号仿真中距离特性的模拟实现

通过对几种脉冲信号延迟电路的分析,提出了计数延迟与专用延迟线电路相结合的距离特性模拟方法,以适应大的雷达脉冲重复频率变化范围及产生各种宽度的延迟脉冲,满足多种雷达的仿真测试需求。     

中段翻滚目标运动建模及其宽带雷达回波仿真

弹道导弹飞行经历中段时,弹头与诱饵的主要差异是运动方式的不同,而诱饵大都呈现翻滚运动方式。文章从中段翻滚目标的物理、运动和散射特性出发建立了中段翻滚目标的运动模型,推导出了宽带线性调频（LFM）雷达回波的数学表达式。然后对中段翻滚目标的宽带雷达回波进行了仿真,并利用目标径向尺寸的周期变化估计出目标的翻滚周期。仿真结果表明中段翻滚目标宽带雷达回波与目标的姿态运动参数、形体参数都有较大关系,这将为中段目标的识别提供基础。     

一种雷达虚拟回波并行模拟生成平台

为研究目标雷达回波高逼真度模拟生成对雷达系统设计及雷达信息获取理论,通过物理光学的电磁计算模拟目标电磁特性,并结合系统参数和波形应用生成相应的雷达虚拟回波。为提高电大尺寸目标雷达回波模拟的计算效率,构建了一种基于通用图形计算卡（GPGPU）和中央处理单元（CPU）组成的异构并行硬件平台,结合并行软件编程技术实现高逼真度雷达回波快速生成,同时对并行优化策略,特别是多卡调度等并行化关键技术进行了设计,最终的并行软件平台回波生成效果表明了该平台在雷达系统设计和理论研究方面的潜力。     

基于时间序列分析的弹道目标进动周期提取

利用微波暗室静态测量数据,反演了某型弹道目标在典型战情下的动态雷达散射截面积（RCS）时间序列。分析表明：该序列具有非平稳性、相关性和拟周期性的特点,直接利用谱分析方法提取进动周期的效果较差。采用B样条函数、广义自回归条件异方差（GARCH）模型和自回归—滑动平均模型（ARMA模型）构造了RCS序列的迭合滤波分解模型。其中B样条函数用来表征趋势项,GARCH模型表征波动聚集项,ARMA模型表征受噪声污染的平稳周期项。证明了周期项等价于一个参数缓变的ARMA序列,进而可以利用常规功率谱估计方法对进动周期进行精密估计。仿真表明：所提方法能够有效提取弹道目标的进动周期。     

反装甲导弹雷达导引头制导性能分析

分析了雷达导引头用于反装甲导弹的技术方案.在目标的特性分析基础上,论证了导引头适宜采用的信号类型及具体的高分辨信号形式,设计了导引头在地面段和空中段的工作模式及工作过程.采用一组工作参数仿真分析了导引头达到的测量精度,结果表明,雷达导引头的测距精度小于1 m,角速率误差小于0.2°/s,随弹目距离的减小,精度进一步提高.导引头具备较高的制导性能和技术可实现性,对反装甲导弹雷达导引头的工程应用具有一定参考价值.     

预警弹道导弹的光电跟踪系统研究

通过数值计算测试北京,长春和上海弹道导弹预警基站的能力,每个基站都采用地平式和水平式两种结构的光电跟踪转台.数值模拟结果显示,将两种结构形式的转台配合,可以完成对大多数弹道导弹的预警,而不留下死角和盲区;将预警站点连接形成网络将能更高的提高预警效率.     

基于压缩感知的弹道导弹微多普勒提取方法

利用微多普勒识别弹道目标的关键是宽带雷达回波信号的微多普勒提取。宽带雷达回波信号的高速采样对硬件和算法提出了更高的要求。将压缩感知方法应用到宽带雷达回波信号的微多普勒提取中,并给出了弹道导弹目标的微多普勒计算公式和利用压缩感知重构弹道导弹微多普勒的方法。在低采样频率下利用压缩感知理论从回波信号中提取的微多普勒,与在高采样频率下利用Gabor变换提取的微多普勒是一致的,这表明利用压缩感知理论以低频率采样弹道导弹回波信号,提取微多普勒,降低工程实现难度的方法是可行的、有效的。     

一种高效雷达信号模拟器

为了给某些雷达信号处理算法的研究提供一种有效验证手段,设计此款雷达信号模拟器。系统基于DSP＋FPGA＋DDS架构：以DSP为核心,将AD9957作为基本目标信号产生器,在DSP的控制下FPGA产生基带数据提供给上变频芯片AD9957,完成中频模拟信号的产生。该模拟器创新地利用基于乘法器的迭代算法模拟多种类型雷达回波信号,特别适合产生大时宽信号。这种架构在产生多目标,和差信号方面比传统方法更节省硬件资源。结果表明,该系统集成度高,可扩展性强,数据产生方法高效。     

抗反辐射导弹雷达诱饵合成场技术的研究

设置诱骗源是抗反辐射导弹的关键技术之一。现就抗反辐射导弹雷达诱饵合成场强度和相位做了探讨,给出了在两个辐射源情况下的空间合成场强度和相位的计算公式。     

Wavelet analysis of radar echo from finite-size targets

The wavelet analysis technique is applied to analyze the frequency-domain electromagnetic backscattered signal from finite-size targets. Since the frequency-domain radar echo consists of both small-scale natural resonances and large-scale scattering center information, the multiresolution property of the wavelet transform is well suited for analyzing such multiscale signals. Wavelet analysis examples of backscattered data from an open-ended waveguide cavity and a plasma cylinder are presented. Compared with the conventional short-time Fourier transform, the wavelet transform provides a more efficient representation of both the early-time scattering center data and the late-time resonances. The different scattering mechanisms are clearly resolved in the time-frequency representation