基于太赫兹目标散射特性测试系统的设计与应用

搭建了以卧式自动旋转台、立式自动旋转台、龙门架、运动控制器等组成的太赫兹波目标散射特性测试系统,实现了收发分置与收发同置的低频太赫兹波在粗糙铝表面的散射实验测试工作,表明:在收发分置时金属粗糙铝表面散射范围较大,散射角小于30°时散射曲线下降较快,超过30°时散射曲线变化变得缓慢,且在45°附近出现了一个小的散射峰,在收发同置时金属粗糙铝表面散射信号随散射角度变化明显,当散射角达到10°时,散射信号几乎衰减为0,对于同一入射波源,粗、细铝板散射效果显现出不同的现象,其中在细铝板散射曲线中出现信号强度明显的振荡现象。

用近场测量研究目标散射特性的一种新方法

提出了用近场测量技术研究目标散射特性的一种新方法。

板块元法求目标散射特性中面元划分方法研究

运用基于物理声学法的板块元法求解目标散射场时,面元划分直接决定了算法计算的速度和精度.文中研究板块元法中面元划分问题,给出了基于Gordon积分的远场板块元公式.用ANSYS建立了球体模型,借助该模型,分析了模型面元划分尺度对模型目标强度计算速度与精度的影响.针对低频和高频的不同情况,推导出模型面元划分的标准和方法.用所提出的方法对圆柱模型进行网格化,通过仿真计算验证了该方法的正确性.

基于目标散射特性的距离-速度欺骗干扰研究

利用无人机对敌方雷达实施干扰已成为电子支援干扰的重要组成部分,在掩护飞机突防、对敌实施电子干扰中发挥着重要作用。如何对敌方雷达欺骗干扰更有效,以掩护飞机安全突防,是目前研究的热点。目前的新体制雷达不仅可以对目标进行跟踪,还可以从目标回波中提取细微特征信息进行识别,判断目标的真假,所以逼近真实目标回波特性是成功进行欺骗干扰的前提。基于FEKO完成对典型战机的电磁散射特性仿真,不同姿态角下的散射中心提取以及数据库的建立,并基于散射中心数据高逼真的模拟出距离-速度相参干扰,不易被高分辨雷达识别而抑制掉,起到有效的欺骗效果。

近距离目标散射特性的分析

本文就空中目标散射特性的分析方法进行了讨论,说明了几何绕射理论的分析方法在近距离情况下(目标的距离接近目标的尺寸)的适用性。利用几何绕射理论分析计算了一导弹模型的散射场。在满足工程精度的前提下,用选取主要射线的方法简化分析计算。利用几何特性寻找射线,既准确又节省计算时间。通过计算值与实验数据的比较证明了几何绕射理论分析目标散射特性的有效性。

关于用瞬态电磁场法研究无线电引信目标散射特性的新设想

瞬态电磁场法是国际上最近几年出现的一种识别目标的新方法。作者设想将其应用到无线电引信目标散射特性的研究上,提出了切实可行的研究方案,并试图以此解决引信从复杂的噪声背景中提取目标信息的问题。

由近场测量确定目标空间散射特性的研究

本文论证了由平面近场测量确定目标散射特性的原理，导出了具体的计算公式。与其它测量方法相比，该法可以提取出目标散射特性的大量信息。对几种简单的目标模型进行了测量，所得到的背向散射图和不同方向来波照射目标时目标的空间散射图均与理论计算符合良好，说明了方法的正确性和优越性。

利用空间散射特性差异进行有源假目标鉴别

针对欺骗式假目标干扰,单站雷达的对抗能力有限,而组网雷达数据级信息损失率较高,导致数据级融合抗假目标干扰方法未能充分发挥其抗干扰能力.由于真实目标的雷达截面积随视角随机起伏,在长基线条件下真实目标回波具有各向异性,而有源假目标信号具有各向同性.利用此差异,提出基于目标空间散射特性的组网雷达有源假目标鉴别方法,通过对目标的慢时间复包络序列进行相关性检验,以鉴别假目标.仿真结果表明该方法可在保证较高真实目标的鉴别概率的情况下,实现对有源假目标的鉴别.

目标极化散射特性对极化分集雷达检测性能的影响

针对全极化、混合极化和单极化3种典型体制的极化分集雷达(PDR)系统,该文分析了目标极化散射特性对系统检测性能的影响。基于目标极化散射统计模型和雷达接收电压方程,分别推导了3种体制下的目标回波向量的统计特性。在高斯背景下,设计了奈曼-皮尔逊准则下的最优极化分集多通道融合检测算法,并推导了虚警概率和检测概率的闭式表达式。仿真结果表明,当系统信噪比(SNR)一定时,目标极化散射分量间的相关性是影响系统检测性能的主要因素,特别是匹配极化散射分量和交叉极化散射分量间的相关性。此外,全极化体制和单极化体制的检测性能比混合极化体制稳健。

基于单光子探测的目标光学散射特性研究

研究了目标物体的单光子散射回波特性,基于红外单光子探测器和皮秒激光器搭建了目标光学散射特性测量系统,以回波光子数作为单光子条件下目标光学散射特性的表征。实验研究了不同形状(球体、立方体、圆柱体、圆锥体)目标物体的单光子散射特性,并利用双向反射分布函数模型对实验结果进行拟合,理论拟合结果与实验测量结果能够很好地吻合。进一步对不同材质(瓷砖、木材、外墙砖)目标物体的单光子散射特性进行了研究,并将实验结果与传统波动散射特性进行了对比分析。该研究为单光子激光雷达远距离目标识别与探测的相关工作提供了参考。

目标电磁散射特性研究的若干热点和难点问题

尽管国内外在目标电磁散射特性研究领域取得了很大进展,但是从技术本身来说该专业领域仍然存在一些难点问题.同时,复杂环境下低散射目标的探测与识别等应用,以及太赫兹等新体制雷达的研发对目标电磁散射特性研究提出了新的需求、引入了新的问题.围绕这些应用需求和技术难点,本文从理论建模、散射测量和特征提取三个方面,归纳总结了目标电磁散射特性研究存在的若干热点和难点问题,期望为从事该方面研究的科研人员提供方向性的引导.

不同运动状态下的飞机目标雷达散射截面积统计特性分析

目标的运动状态对其动态雷达散射截面积(RCS)起伏特性具有十分重要的影响,同一目标在不同运动状态下,可能具有不同的RCS起伏模型。结合实测数据,对在平稳直线飞行和曲线机动飞行两种状态下的飞机动态RCS进行统计分析。分析结果表明:在平稳直线飞行状态下,飞机目标的动态RCS起伏模型与观测视角内的静态RCS起伏模型近似;在曲线机动飞行状态下,飞机目标的动态RCS起伏更显著、更随机,当观测时间足够长、目标的运动随机性更大时,其起伏模型更接近于指数分布。

粗糙金属表面的高频太赫兹散射特性

以五种不同粗糙度金属圆盘作为目标体,在收发同置雷达体制下开展了频率为3.11 THz太赫兹波的散射特性的测试工作。实验表明:粗糙金属表面对太赫兹波的散射与入射波的频率、目标的材质、表面的粗糙度等多种因素有关,同时在收发同置体制下散射强度随散射角衰减迅速,当散射角超过18°后几乎全部衰减为0,实验中散射角度与散射强度之间的散射模式遵从一种指数关系。

基于矢量对消的缺陷类目标散射试验改进方法

缺陷类目标散射在高隐身飞行器总体散射中占有重要地位。目前常用的缺陷类目标散射评估方法是基于低散射载体,将有无缺陷类目标的载体测试结果进行对比,获得缺陷类目标散射的增幅,以分析目标的散射特性。这种方法存在载体影响大、可测量目标尺寸小、成本高等不足。本文提出一种基于矢量对消的改进试验方法,将载体视为目标背景的一部分,通过矢量对消分离出载体散射,从而提取出完全独立于载体之外的全角域范围的缺陷类目标散射特性,结果更为完整、精确。通过文献对比和验证分析,本文方法可以得到缺陷类目标的全角域散射特性,且测试结果、目标尺寸均不受载体限制,具有精确度高、成本低的优点。

基于定标体散射特性的天线极化特性的测量

天线的极化特性是描述天线性能的重要参数,是雷达目标特性测量领域的基础性问题,对于实际的雷达天线而言,其极化特性的外场测量是一项复杂而又艰巨的工作。文章提出了一种基于定标体散射特性的天线极化特性的测量处理方法,建立了雷达波束扫描定标体的接收回波模型,可实现对线极化和圆极化天线极化特性的测量,给出了外场实验布局和测量步骤,实测数据和仿真实验证明了该方法的可行性。该方法能够有效地减少设备量和降低测量成本,提高雷达远场的逼真度。

基于合成孔径原理目标散射测量中的运动误差补偿

在应用基于合成孔径原理的水下目标散射特性测量新方法时,目标总会存在偏离匀速直线的运动误差,导致图像散焦甚至无法成像,从而不能得到目标二维散射特性。针对上述问题,从水下目标的六自由度运动误差入手,分析运动误差对成像的影响,采用基于运动测量系统的逐点运动补偿方法对回波信号进行处理,给出了计算机仿真试验结果。仿真试验得到了较好的成像结果,验证了运动补偿的有效性。

基于散射特性的单脉冲角跟踪雷达相干干扰方法

当雷达目标为复杂目标时,目标回波相位将受目标复杂的散射特性影响,传统的两点源相干干扰方法无法产生与目标回波相干的信号。针对该问题,基于目标的电磁散射特性,利用目标多散射点模型来调制接收到的雷达发射信号,以产生与目标回波具有相对稳定相位关系的干扰信号。为合理评估该技术的效果,根据单脉冲角跟踪雷达的典型应用场景,建立了单脉冲角跟踪末制导雷达作战模型,包括信号产生、处理模型及弹道模型,并搭建了闭环仿真平台;在该仿真平台上,进行了干扰效果验证实验,实验结果可为战术巡航导弹对抗研究提供有效和实际的参考依据。

水下目标声散射特性虚拟实验系统

利用实验方法测量水下目标回波特性是掌握目标特性进行目标判识的重要方法。虚拟实验系统包括数据采集模块、目标声学参数输入模块、声散射特性计算分析模块、目标测试显控模块以及创新开发模块。此实验系统应用于水声学、声学基础、声学测量技术等课程的实践教学,可以将复杂的理论公式转化为基于模块的可视化场景,不仅有助于简化理论分析,降低实验成本,而且通过虚拟实验系统的拓展功能开发还可为学生的创新实践活动提供新思路。

面向ATR的平面隙缝阵列天线电磁散射特性研究

该文针对主动雷达导引头对防空导弹武器系统制导雷达的检测与识别需求,通过对制导雷达平面隙缝阵列天线电磁散射机理的分析,建立了天线的电磁散射模型,研究了天线RCS的计算方法,结合仿真计算结果,给出了天线尺寸、隙缝数目及入射波频率等因素对天线RCS的影响规律。仿真结果表明,雷达天线RCS较大且具有明显的周期性,其幅度特征和周期特征可以作为识别的重要依据,为主动雷达导引头对地面雷达站的检测与识别奠定了基础。

宽带雷达目标特性建模与回波仿真

根据宽带雷达目标电磁散射特性,采用基于几何绕射理论的GTD(几何绕射)模型对目标电磁散射特性进行建模;在此基础上,构建宽带雷达目标回波信号模型,结合回波信号特征,提出了一种基于去斜的宽带雷达目标回波仿真方法。对宽带雷达发射信号进行去斜处理以及傅里叶变换,得到去斜后的频域发射信号,将该信号与表征目标频域散射特性的数据在频域相乘并进行逆傅里叶变换,实现时域卷积,获取去斜后的宽带雷达回波信号。经过ISAR(逆合成孔径雷达)处理,对回波数据进行成像,验证了该方法的有效性。该方法能够有效减少运算量,降低工程化实现难度,可用于ISAR回波信号模拟设备。