弹道导弹微动模型及微多普勒特征研究

通过微多普勒可以提取弹道导弹目标的微动特征,利用弹头和诱饵微动特征的差异可识别出真弹头.运用角动量守恒定理分析了弹道导弹目标在各阶段的微动形式,运用叉乘矩阵、泰勒级数等原理,推导出了弹道导弹目标的微动模型,给出了弹道导弹目标的微多普勒计算公式,从理论上分析了其微多普勒特征.利用时频分析方法从回波信号中提取了弹道导弹目标的微多普勒,从回波信号中提取的微多普勒与理论上计算的微多普勒一致,表明分析方法有效,结论正确.     

基于微多普勒周期相关性的弹道群目标信号分离

针对弹道群目标微多普勒信号分离问题,提出了一种基于微多普勒周期相关性的弹道群目标信号分离算法。对进动目标和旋转目标进行了微动建模,分析了其散射中心在窄带信号下的微多普勒效应,并给出了其参数化表达式。利用STFT对窄带回波进行了时频变换,获取了回波时频图,并采用奇异值分解(SVD)和高斯空间掩模方法分别对时频图进行了消噪和平化处理。再依据散射中心微多普勒瞬时频率的变化规律,采用Viterbi算法对群目标微多普勒曲线进行了提取。最后将提取出的曲线进行傅里叶变换,根据群目标微多普勒周期的相关性,实现了群目标信号的分离。仿真验证了所提方法的有效性和准确性。     

基于DPCA和Radon变换的多通道SAR微动目标检测

为实现强杂波噪声条件下SAR微动目标检测,在DPCA信号的距离压缩域提出基于Radon变换和基于时频分析—逆Radon变换的2种微动目标检测方法。在距离压缩域,微动目标回波表现为沿方位向直线,利用Radon变换对直线的聚焦性实现微动目标检测;对DPCA信号作时频分析,微动目标引起的微多普勒频率表现为正弦形式,利用逆Radon变换对正弦曲线的聚焦性实现微动目标检测。通过对比,基于Radon变换的检测方法参数估计性能更好,而基于时频分析—逆Radon变换的检测方法具有更高的检测概率。最后,通过实验仿真验证了所提方法的有效性。     

基于最优核时频分布的装甲车辆微多普勒特征分析

依据微多普勒效应原理,构建了装甲车辆微动的雷达回波数学模型,推导了装甲车辆点目标的回波信号解析关系,并针对回波信号非平稳非线性的特点,利用最优核时频分布结合求时频脊的方法,仿真提取了装甲车辆微动线目标的回波微多普勒特征。仿真结果表明:线目标模型更能凸现、解析装甲车辆微动特征;采用的最优核时频分布结合求时频脊方法,具有比经典二次型分布更好的时频像,能较好地提取出微多普勒特征。最后,利用该方法分析了低信噪比下目标加速度、身管长度等参数对微多普勒特征的影响。     

稀疏孔径条件下微动目标特征提取与成像算法

针对窄带雷达稀疏孔径条件下,目标微多普勒信号无法使用传统方法进行参数化表征和提取的问题,提出一种方位向稀疏孔径条件下微动目标特征提取与成像的新方法。通过详细分析微动目标雷达回波特性,并根据目标回波特征构造微多普勒信号原子集,在此基础上,使用正交匹配追踪算法实现微动目标的特征提取与成像。仿真实验表明该方法能够在稀疏孔径条件下有效提取目标微动特征并实现目标成像。     

基于Radon变换的弹道目标平动补偿

弹道目标平动补偿有利于弹道目标微动参数提取。针对多散射点目标平动补偿的问题,提出了一种利用Radon变换对目标整体微多普勒曲线进行参数投影来达到平动参数估计的方法。对典型弹道目标进行了建模分析,得出了其散射点微动距离表达式。根据雷达信息对目标回波进行预补偿并对预补偿结果进行时频变换,再采用Radon变换对时频曲线进行参数投影,利用熵值法对投影得到的二维平面进行参数提取。利用提取的平动参数对回波进行平动补偿,仿真结果表明了上述方法的准确性。     

组网雷达中微多普勒效应分析与仿真

微动产生的微多普勒特征是弹道目标微动参数提取与识别的重要依据。首先基于组网雷达,分析弹道目标中3种典型的微动模型,得到微距离关于雷达观测视角的参数化表示,然后分别针对窄带雷达和宽带雷达作回波分析,最终得到雷达观测到的弹道目标微多普勒效应与雷达观测视角以及信号参数的关系,后面的仿真验证了理论分析的正确性。     

基于Hough变换撤票策略的目标微多普勒提取

微动特征的提取对于目标识别具有重要意义,但现有算法提取多分量旋转目标微多普勒参数的计算量太大.针对这一问题,提出了一种Hough变换撤票策略,对时频空间进行Hough变换得到参数空间,对已包含所有信息的参数空间进行多次撤票,便可分步得到微多普勒信号参数.仿真实验验证了该方法的有效性.     

MIMO雷达弹头目标微动模型及微多普勒效应

弹头目标识别是弹道导弹防御系统中最为关键的技术之一。将多输入多输出(MIMO)雷达技术和微多普勒特征分析技术引入弹道中段目标识别,可有效克服弹头隐身技术和有源干扰技术等对识别带来的困难,提高识别精度。建立了MIMO雷达中弹头目标的微动模型,给出了弹头自旋、锥旋和进动引起的微多普勒效应的参数化表达,并通过对仿真回波数据进行时频分析验证了理论分析的正确性,为弹头目标的准确识别提供了新的理论依据。     

基于DMFT的空间目标微动特征提取

空间目标的高速轨道运动,会导致微动曲线的展宽和走动,将对后续的微动特征提取产生不利影响。针对这一问题,提出了一种基于离散匹配傅里叶变换(DMFT)的空间目标微动特征提取方法。首先分析了高速空间目标的信号回波模型;其次,根据回波信号的特点提出了一种基于DMFT的补偿参数估计的方法;最后,采用Hough变换提取了目标的微动特征。仿真实验验证了该方法的有效性和鲁棒性,结果表明微动特征的提取精度得到了明显提高。     

基于数字图像合成器的ISAR微动干扰方法

根据目标微动产生的微多普勒谱会影响ISAR成像的特点,提出了基于数字图像合成器的ISAR微动干扰方法。该方法将传统的固定假目标模板修改为具有一定微动特性的假目标模板,并将该模板对截获的雷达信号进行调制,得到了包含微动信息的干扰信号。研究结果表明该干扰信号不仅可以对ISAR形成微动特征欺骗干扰,还可以对ISAR图像造成一定程度的污染,甚至形成散焦压制干扰。最后,计算机仿真实验验证了该方法的有效性。     

基于连续波雷达微多普勒效应的弹丸转速测试方法

针对目前弹丸转速测试方法的局限,提出了一种新的弹丸转速测试方法,利用连续波雷达探测弹丸旋转产生的微多普勒效应,建立了弹丸旋转运动引起的雷达回波微多普勒调制数学模型,推导了微多普勒频率与弹丸转速的解析关系,给出了弹丸转速微多普勒数据的实测方案,并通过弹丸旋转微动辨识与数字解调技术,提取出弹丸转速,经靶场试验验证,测试效果良好。     

MLFMA在运动目标多普勒回波数值仿真中的应用

提出了一种应用准静态技术,结合快速多级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,并与相应微动规律的点目标微多普勒瞬时频率进行对比。结果表明,二者具有相同的变化规律,从而证明本文提出的方法是有效的。     

基于微多普勒特征的欺骗干扰识别

为了提高雷达的抗干扰能力,提出了一种基于微多普勒特征的欺骗干扰识别方法,为雷达选择抗干扰措施提供了先验知识。首先建立了目标回波和干扰信号的数学模型,分析了二者微多普勒频率的差异。其次利用Viterbi算法和FFT谱分析对信号的特征参数进行了提取。最后,定义了识别目标和干扰的特征因子,并根据特征因子设定阈值对目标回波和欺骗干扰进行识别。仿真结果验证了算法的正确性和稳定性,与理论分析一致,表明该方法能够在较低的信噪比环境下对欺骗干扰进行检测识别。     

网络接口部件(NIU)中坐标转换算法的实现

为使NIU能提供把不同地域的仿真器联接到DIS中的能力 ,其主要功能之一就是坐标系统转换。本文介绍了DIS标准坐标系及其它几种相关坐标系 ,并在不同坐标系之间建立了坐标转换关系 ,讨论了不同坐标系中姿态的不同表示方法及其转换关系 ,同时在NIU中用C + +实现了所有算法。     

机载雷达目标搜索和跟踪中的坐标系问题

雷达对目标进行搜索和跟踪时,由于雷达的体制、安装方式(运载体还是地面固定位置)、工作方式等的不同,涉及到许多坐标系。结合实际工程问题,对雷达搜索与跟踪中坐标系问题进行了深入探讨。包括坐标系的定义、作用、坐标系转换问题,坐标转换中的误差定量分析,所得出的结论对于雷达对目标进行搜索与跟踪,尤其是对安装于运载体上的雷达坐标系问题有很大的参考价值,并给出了某型直升机载雷达挂飞时的实测姿态数据。     

三坐标雷达目标真实高度估计算法研究

在目标跟踪领域,通过三坐标雷达的测量值(斜距、仰角及方位角)来估算目标的真实高度一直是个难点。目前主要有两类处理方法:坐标转换法和等效地球半径法。前者把与雷达天线相关的三坐标测量值转换到大地坐标系统来计算目标高度;后者充分考虑地球曲率以及大气折射的特性,通过增加地球半径来估算目标的高度。最后对上述的两类方法进行总结、比较与分析。     

载机扰动下SAR/GMTI旋转目标微多普勒特性分析

目标微动部件激励的雷达微多普勒信号稳定而独特,反映了该目标的本质特征。针对采用相位中心偏置技术(DPCA)的SAR/GMTI系统,研究存在载机扰动下的旋转目标的微多普勒特性。构建飞行平台与微动目标的几何模型,推导旋转目标的微多普勒信号模型,分析典型的载机纵向扰动对微多普勒时频特性构成的影响;并通过仿真实验,验证了上述理论分析的正确性。     

气动力辅助异面变轨可达范围的判别方法

航天器进行气动力辅助异面变轨时 ,确定可达范围 (变轨结束时的倾角和升交点赤经 )是一个十分重要的问题。文中利用坐标变化法 ,得到了由初始轨道倾角为 0时的倾角改变量 ,确定任意初始倾角下可达范围的公式 ,使求解大为简化