基于电磁散射数据的弹道目标宽带回波仿真

弹道目标宽带回波是进行目标特征分析与识别研究的基础。针对实测弹道目标宽带回波数据获取代价昂贵的问题,建立了锥体目标轨道运动和进动模型,结合电磁场相对变换理论推导了高速运动目标雷达回波公式,分析了目标高速运动对宽带解线频调回波的影响。在此基础上给出了一种由静态电磁散射数据乘以相位影响因子仿真生成弹道目标动态宽带回波的方案,仿真实验验证了该方案的可行性。

基于Wigner-Ville分布的宽带回波到达时刻估计方法

研究了基于 Ｗｉｇｎｅｒ－Ｖｉｌｌｅ分布的宽带回波到达时刻的估计方法。通过回波信号与参考信号Ｗｉｇｎｅｒ－Ｖｉｌｌｅ分布的时频相关，完成对回波到达时刻的估计。在此基础上，本文提出了瞬时频域相关和ＸＷＶＤ峰值估计两种改进方法。通过仿真研究，发现这两种改进估计方法在低信噪比（０ｄＢ）下具有很好的估计性能，估计均方误差可以达到克拉美－罗界，并且运算量也大大降低，有利于工程实时应用。最后，本文讨论了线性调频信号时宽和带宽对估计性能的影响。

基于正交小波包的水下宽带回波特征提取与识别

水下目标的自动识别是水声设备智能化的关键技术之一。在对目标回波进行正交小波包分析的基础上 ,提取信号在各分解子空间的能量以构成回波的特征空间。给出了两种衡量各特征识别能力的准则 ,而且基于这两种准则解决了小波包分析中的频率重叠问题 ,用它们对莱蒙湖 (又名日内瓦湖 ,Geneva Lake)湖底 4类沉积物的反射回波进行了特征提取和分类 ,比较了两种准则所提取特征的分类结果 。

基于Wigner-Ville分布的宽带回波瞬时多普勒估计方法

研究了基于 Ｗｉｇｎｅｒ－Ｖｉｌｌｅ分布的宽带回波瞬时多普勒估计方法。利用时频分析特有的时、频特征分离的特点，通过信号Ｗｉｇｎｅｒ－Ｖｉｌｌｅ分布的时频相关，进行回波信号瞬时多普勒的估计，并通过理论证明其等价与传统的多普勒估计方法；在此基础上，本文提出了一种基于互 Ｗｉｇｎｅｒ－Ｖｉｌｌｅ分布峰值估计的瞬时多普勒估计方法。通过仿真研究，发现基于互 Ｗｉｇｎｅｒ－Ｖｉｌｌｅ分布峰值估计的方法具有更低的估计信噪比门限，大大降低了运算量，有利于工程实时应用。

机载火控雷达对空目标动态宽带回波仿真

为研究机载火控雷达对空目标成像和识别能力,需要通过仿真获取数据支持。针对机载火控雷达对空目标成像时,运动传感器对运动目标宽带探测的特点,建立载机和目标的飞行特性运动模型,通过姿态解算求取任意时刻雷达波对目标的入射角,建立目标的三维模型拟合目标几何外形,利用高频电磁计算模拟不同雷达视角条件下一定带宽范围内目标的多频点RCS数据,将目标的静态散射特性数据拓展成动态散射序列,并考虑复杂自然环境和电磁环境的对回波的影响,为进一步研究机载火控雷达对空目标成像能力和成像条件提供数据支撑。

宽带回波信号的非线性幅相压缩性能分析

为了在雷达回波数据压缩中较好地保留目标的相位信息,研究了基于非线性离散余弦变换(DCT)和自适应小波贪婪(AWG)算法的幅相压缩性能。运用上述2种算法对宽带回波信号分别进行了正交I/Q压缩和幅相压缩实验。通过性能指标CSNR(压缩信噪比)和CPSD(压缩相位标准差),比较了I/Q压缩和幅相压缩的压缩性能。结果表明,同传统的I/Q压缩相比,幅相压缩能很好地保留目标的幅相信息;上述2种幅相压缩方法在不同信噪比情况下各有优势,非线性DCT幅相压缩适宜于压缩低信噪比宽带回波信号,基于AWG算法的幅相压缩则适宜于压缩高信噪比回波信号。

基于小波框架与匹配追踪算法的宽带回波信号处理

文章主要研究如何基于小波框架与匹配追踪算法处理宽带回波信号,以求得运动目标的速度与位置。通过对宽带回波模型的研究,可以发现宽带回波信号的表示形式与小波框架存在一定的相似性。因此文章尝试将宽带回波信号用由发射信号生成的小波框架来表示,然后通过匹配追踪算法设法将时延-时间伸缩联合分布密度函数D(s,τ)求出,最终得到运动目标的速度与位置。通过仿真发现文中提出的算法取得了较好的效果,这对今后研究宽带回波信号的处理具有一定的指导意义。

水下目标宽带回波特性的快速计算方法

基于传统板块元方法,运用切比雪夫多项式插值实现了水下目标宽带回波特性的快速计算.从散射声场的特性出发,将幅相分离的思想引入散射声场的分析.目标表面单个板块散射声场可分解为随频率变化的快速起伏和缓变函数的乘积,提取缓变函数切比雪夫节点处的板块散射声场,再利用切比雪夫逼近理论插值得到宽频带内各频率点处的精密计算.结合分离出的随频率快速起伏项,获取每个板块的宽带散射声场,通过各板块元散射声场叠加得到目标宽带回波特性.该方法避免了传统板块元算法逐频率点计算所带来的大量板块的重复计算,可以快速、精确计算水下目标宽带回波特性,计算效率大为提高.

基于时域高频法的宽带近场回波仿真算法

针对宽带引信弹目交会多普勒回波的快速仿真需求,提出了一种基于时域高频法的宽带近场回波快速仿真算法和仿真流程。该算法将时域物理光学(TDPO)近场积分方程和时域面积分方程相结合,利用远场近似,推导得到导体目标的时域物理光学近场散射闭合表达式,避免了计算复杂的面积分,提高了仿真速度。同时,提出了基于时域高频法的宽带近场动态多普勒回波仿真流程,经一次计算便能够得到宽带的时域回波。仿真结果表明,采用该仿真算法和仿真流程可实现宽带引信动态交会多普勒回波的快速仿真,且通过与多普勒频率理论值的对比,验证了所提仿真算法和仿真流程的正确性。

宽带雷达回波的高频电磁散射快速算法

提出一种将射弹跳射线法和等效边缘电磁流法与线性调频信号雷达信号处理过程相结合的高频电磁散射算法,该算法能够快速准确计算复杂电大尺寸目标的大时宽带宽雷达回波信号。利用宽带雷达回波计算结果,获得了目标的一维距离像和二维ISAR成像,验证了方法的正确性。

基于LFM子脉冲的宽带雷达目标回波模拟方法

在宽带雷达目标回波信号的半实物计算中,需要同时满足实时性和仿真精度的要求。提出一种基于线性调频(linear frequency modulation,LFM)子脉冲的宽带雷达目标回波模拟方法,将LFM脉冲信号分成若干个窄带、短时线性调频子脉冲,通过计算各个子脉冲对应的目标回波信号,来重构全脉冲的宽带目标回波信号。采用这种方法可大幅度减少算法的运算量,显著降低了算法对硬件资源的要求,提高了算法的实时性。计算机仿真结果证明了方法的可行性并具有较高的计算精度。

宽带运动目标回波的多普勒特性模拟方法

宽带雷达系统测试和性能评估中目标信息模拟精度和分辨率要求很高。针对宽带线性调频雷达运动目标的回波脉冲内多普勒频率呈现线性调频(LFM)变化特征、回波脉冲之间具有时移分布和相位相干特性的问题,采用基于数字射频存储(DRFM)系统的回波脉冲内LFM多普勒频率调制、多回波相参脉冲信号之间时移模拟的方法。探讨了基于宽带DRFM系统的高精度和高分辨率的运动目标多普勒频率信息实时模拟方法。采用仿真分析和实验验证方法,证实算法性能,运动目标的多普勒频率模拟精度/分辨率在特定条件下可达到Hz级。

一种宽带雷达回波信号模拟器设计

雷达回波信号模拟是雷达系统研制的重要组成部分,通过分析对比三种信号模拟方法各自的特点,根据实际工程背景选择了一种最适合的宽带雷达回波信号模拟器设计方法。该设计方法基于FPGA+AD9957结构,文中首先以固定点目标为例分析了ISAR信号目标回波的特点,然后根据相应的回波信号特点介绍了模拟器的设计思路及模块构成并阐述了基于AD9957的宽带信号生成方式。经实验证明,该回波信号模拟器具有输出带宽大和产生复杂信号的能力,满足工程技术指标要求。

基于分数阶傅立叶变换的线性调频回波参数估计

本文提出了一种适用于宽带线性调频回波的分数阶傅立叶变换参数估计方法。它通过寻找合适的信号代替发射信号做模版,使得模版信号与接收信号的模糊函数匹配度高,峰值尖锐,失真率低。再利用分数阶傅立叶变换与模糊函数的关系,使用两次分数阶域的峰值搜索代替原有的一次二维搜索降低计算量。仿真实验结果表明,本文提出的方法在精确估计宽带回波的时延和频移的同时降低了计算复杂度。

基于PXI总线的水声目标回波模拟模块的设计

目前声呐等水声设备广泛使用宽带发射信号,为了模拟水声目标的回波,研究了一种高精度的宽带目标回波实时模拟技术。该模块采用PXI总线,PXI总线计算机可以使用总线直接对硬件进行控制,传输速度高。模块可实时完成对水声目标回波延迟、脉冲伸缩、包络调制的精确模拟。分析了该模块的硬件结构,编写了该模块的WDM驱动程序、应用程序以及与LabView软件的接口程序。该模块对某型宽带多普勒声呐的海底回波进行模拟,模块能满足宽带回波模拟的要求。

基于电磁计算理论的雷达成像仿真研究

逆合成孔径雷达在战场监测、导弹突防等方面有着广泛的应用。文中采用电磁计算理论研究雷达成像仿真技术。首先,采用物理光学法得到目标表面电流,计算目标大带宽、多角度范围内散射特性。针对计算量大、耗时长的缺陷,文中采用最佳一致逼近理论拟合出目标在大频带、多角度范围内的散射特性,通过计算验证,在不影响精度的前提下大大提高了计算效率;接着,利用计算得到的散射数据,构建宽带目标回波信号,利用转台理论,进行小角度内的距离-多普勒成像;最后,以锥台为例,计算了从不同角度入射时的目标雷达图像,可以验证该方法的正确性和高效性。

雷达目标双曲线调频回波生成

由于双曲线调频(hyperbolic frequency-modulation,HFM)信号具备良好的Doppler不变性,比线性调频信号更有利于高速运动目标的探测和成像。但是对于复杂电大尺寸目标,直接采用高频电磁散射理论生成宽带回波计算量非常庞大。为研究HFM信号在宽带雷达成像中的应用,该文提出一种利用目标静态电磁计算数据的HFM信号回波快速生成方法,通过相位匹配滤波和频域降采样有效地降低了计算复杂度,并详细分析了目标高速运动对HFM信号匹配滤波的影响。该方法同时适用于线性调频信号的宽带回波仿真。仿真结果验证了该方法的正确性和有效性。