基于改进SBR技术的地面目标SAR图像快速生成技术

传统的弹跳射线(shooting and bouncing ray,SBR)技术主要适用于自由空间目标的电磁散射计算,当用于地面目标与背景复合场景的电磁散射计算和合成孔径雷达(synthetic aperture radar,SAR)图像建模与仿真时,在小擦地角下其计算误差显著增大。针对此问题,提出了一种基于“四路径”模型的改进SBR技术,其考虑了目标与邻域地面之间的多次反射效应以及目标与远区地面之间的多径散射效应对地面目标散射回波的影响。首先构建一个尺寸略大于目标包围盒的粗糙地面实体模型;然后结合“镜像法”改进射线追踪技术,分析电磁波在目标各部件间、目标同实体地面之间以及同虚拟半空间分界面之间的射线传播过程;最后结合高频渐近方法完成电磁散射计算。利用精确数值法计算结果对所提出技术进行了验证,并将其应用于地面目标的SAR图像高逼真度仿真,同实测SAR图像比对表明了所提技术具有良好的适用性。

基于天线方向图与近场SBR的海面舰船复合散射研究

针对弹目交互场景中近场电磁散射仿真问题,提出了一种基于近场弹跳射线(shooting and bouncing ray, SBR)法并考虑天线方向图影响的海面舰船复合散射计算模型.根据天线方向图和海面舰船一体化几何模型,给出满足物理光学远场计算条件的面元所接收到的电场强度,通过SBR法得出所有面元的散射场,最后由矢量叠加得到舰船目标的近场雷达散射截面.该模型的计算结果与商业软件FEKO的数值方法对比吻合较好,可用于分析海面舰船复合近场散射特性.

目标二维RCS成像仿真与实验研究

对目标开展了二维RCS成像仿真与实验研究,分别采用SBR方法与解析方法计算目标的散射特性并提取相应的二维RCS成像信息,基于时域加窗技术对采样信号进行加权处理抑制旁瓣电平以提高成像质量,通过Cross-Range处理方法获取目标二维RCS成像结果以表征目标散射的强弱分布,设计了斜置平板以及3个小球这两个典型案例,展开相应的二维RCS成像仿真与实验分析研究。结果表明:二维RCS成像仿真结果与测试结果吻合良好,有效验证了二维RCS成像仿真方法的有效性。

针对典型凹腔结构的三维柱面精准成像算法

主动式微波成像技术是以电磁波为媒介观察被测目标散射场并形成图像的手段.传统微波成像算法忽略了电磁波在目标内部结构中的耦合,导致包含多次散射的凹腔结构成像结果中往往伴随着十分严重的成像伪影.本文基于射线追踪原理,推导了圆柱扫描下二面角目标电磁波的传播规律.依据弹跳射线(shooting and bouncing rays,SBR)法中的相关思想,建立了典型凹腔结构的正向和逆向三维散射模型,并设计了完整的数据处理流程.仿真和实验结果表明了所提算法的有效性,为解决更复杂腔体的精准成像问题提供了基础.