目标微运动与宽带雷达散射特性
雷达原理复习
1、雷达的任务：测量目标的距离、方位、仰角、速度、形状、表面粗糙度、介电特性。 雷达是利用目标对电磁波的反射现象来发现目标并测定其位置。 当目标尺寸小于雷达分辨单元时，则可将其视为“点”目标，可对目标的距离和空间位置角度定位。目标不是一个点，可视为由多个散射点组成的，从而获得目标的尺寸和形状。采用不同的极化可以测定目标的对称性。 任一目标P所在的位置在球坐标系中可用三个目标确定：目标斜距R，方位角，仰角 在圆柱坐标系中表示为：水平距离D，方位角，高度H 目标斜距的测量：测距的精度和分辨力力与发射信号的带宽有关，脉冲越窄，性能越好。目标角位置的测量：天线尺寸增加，波束变窄，测角精度和角分辨力会提高。 相对速度的测量:观测时间越长，速度测量精度越高。 目标尺寸和形状：比较目标对不同极化波的散射场，就可以提供目标形状不对称性的量度。 2、雷达的基本组成：发射机、天线、接收机、信号处理机、终端设备 3、雷达的工作频率：220MHZ-35GHZ。L波段代表以22cm为中心，1-2GHZ;S波段代表10cm，2-4GHZ；C波段代表5cm，4-8GHZ；X波段代表3cm，8-12GHZ；Ku代表，12-18GHZ；Ka代表8mm，18-27GHZ。 第二章雷达发射机 1、雷达发射机的认为是为雷达系统提供一种满足特定要求的大功率发射信号，经过馈线和收发开关并由天线辐射到空间。 雷达发射机可分为脉冲调制发射机：单级振荡发射机、主振放大式发射机；连续波发射机。 2、单级振荡式发射机组成：大功率射频振荡器、脉冲调制器、电源 触发脉冲 脉冲调制器大功率射频振荡器收发开关 电源高压电源接收机 主要优点：结构简单，比较轻便，效率较高，成本低；缺点：频率稳定性差，难以产生复杂的波形，脉冲信号之间的相位不相等 3、主振放大式发射机：射频放大链、脉冲调制器、固态频率源、高压电源。射频放大链是发射机的核心，主要有前级放大器、中间射频功率放大器、输出射频功率放大器 射频输入前级放大器中间射频放大器输出射级放大器射频输出固态频率源脉冲调制器脉冲调制器 高压电源高压电源电源 脉冲调制器：软性开关调制器、刚性开关调制器、浮动板调制器 4、现代雷达对发射机的主要要求：发射全相参信号；具有很高的频域稳定度；能够产生复杂信号波形；适用于宽带的频率捷变雷达；全固态有源相控阵发射机 5、发射机的主要性能指标： 工作频率和瞬时带宽：雷达发射机的频率是按照雷达的用途确定的。瞬时带宽是指输出功率变化小于1bB的工作频带宽度。 输出功率：雷达发射机的输出功率直接影响雷达的威力范围以及抗干扰的能力。雷达发
雷达目标识别发展趋势
雷达目标识别发展趋势 雷达具备目标识别功能是智能化的表现，不妨参照人的认知过程，预测雷达目标识别技术的发展趋势： (1)综合目标识别 用于目标识别的雷达必将具备测量多种目标特征的手段，综合多种特征进行目标识别。我们人类认知某一事物时，可以通过观察、触摸、听、闻、尝，甚至做实验的方法认知，手段可谓丰富，确保了认知的正确性。 目标特征测量的每种手段会越来越精确，就如同弱视的人看东西，肯定没有正常人看得清楚，也就不能认知目标。 识别结果反馈给目标特征测量，使目标特征测量成为具有先验信息的测量，特征测量精度会有所提高，识别的准确程度也会相应提高。 雷达具备同时识别目标和背景的功能。人类在观察事物的时候，不仅看到了事物的本身，也看到了事物所处的环境。现有的雷达大多通过杂波抑制、干扰抑制等方法剔除了干扰和杂波，未来的雷达系统需要具备识别目标所处背景的能力，这些背景信息在战时也是有用的信息。 雷达具备自适应多层次综合目标识别能力。用于目标识别的雷达虽然需要具备测量多种目标特征的手段，但识别目标时不一定需要综合所有的特征，这一方面是因为雷达系统资源不允许，另一方面也是因为没有必要精确识别所有的目标。比如司机在开车时，视野中有很多目标，首先要评价哪几个目标有威胁，再粗分类一下，是行人还是汽车，最后再重点关注一下靠得太近、速度太快的是行人中的小孩子还是汽车中的大卡车。 (2)自学习功能 雷达在设计、实现、装备的过程中，即具备了设计师的基因，但除了优秀的基因之外，雷达还需要具有学习功能，才能在实战应用中逐渐成熟。 首先，要具有正确的学习方法，这是设计师赋予的。对于实际环境，雷达目标识别系统应该知道如何更新目标特征库、如何调整目标识别算法、如何发挥更好的识别性能。 其次，要人工辅助雷达目标识别系统进行学习，这就如同老师和学生的关系。在目标识别系统学习时，雷达观测已知类型的合作目标，雷达操作员为目标识别系统指出目标的类型，目标识别系统进行学习。同时还可以人为的创造复杂的电磁环境，使目标识别系统能更好地适应环境。 (3)多传感器融合识别 多传感器的融合识别必定会提高识别性能，这是毋容置疑的。这就好比大家坐下来一起讨论问题，总能讨论出一个好的结果，至少比一个人说的话更可信。但又不能是通过投票的方式，专家的话肯定比门外汉更有说服力。多传感器融合识别需要具备双向作用的能力。 并不是给出融合识别的结果就结束了，而是要利用融合识别的结果反过来提高各个传感器的识别性能，这才是融合识别的根本目的所在。反向作用在一定程度上降低了人工辅助来训练目标识别系统的必要性，也减少了分别进行目标识别试验的总成本。
雷达散射特性在军事目标伪装中的技术特点与应用
雷达散射特性在军事目标伪装中的技术特点与应用 摘要：现代军事作战越来越强调隐身性能，通过对良好的隐身材料以及雷达散射特性技术的运用来提高作战中的隐身性能，不仅能够有效保存己方有生力量，还能够在很大程度上对敌人发起致命一击，应用价值较高。随着科学技术不断向前发展，雷达散射特性研究工作已广泛展开并取得了初步阶段的研究成果，实际运用成果瞩目。因此对其在军事目标伪装中的技术特点与应用进行研究对促进我国相关研究的发展以及提高国防水平具有重要的促进作用以及现实意义。 关键词：雷达散射特性；军事目标；伪装；技术特点；有生力量 前言：战场条件下军事目标伪装以及隐身程度越高，所能够发挥的作用及取得的成果也就越瞩目。因此世界各国纷纷展开了相关领域的研究工作，取得了比较显著的研究成果，在很大程度上推动了世界军事技术发展与变革，提高了国防建设以及抗打击能力。 1 雷达散射特性概述 1.1雷达散射截面 雷达散射截面（Radar Cross section，RCS）是现代军事科技中雷达隐身技术最关键及核心概念之一，体现了军事目标在雷达波照射情况下产生的回波强度，是一种物理变量。具体定义为军事目标在单位立体角内向雷达发射及接收机处散射功率密度与入射波在军事目标上功率密度比值大小的4π倍。 1.2雷达散射特性关联性因素 1.2.1目标材料的电性能 由于军事目标伪装过程中不可避免会受到雷达波束的照射，因此为了能够有效降低雷达反射波面积及强度，采取性能良好的电性能涂刷材料。此种涂料不仅能够减少雷达波束反射强度，还能在很大程度上吸收雷达照射波，隐身伪装能力较强。但其价格较为昂贵，实际应用中经济压力较为沉重。 1.2.2军事目标几何外形 良好的几何外形设计能够将照射己方目标的雷达波束进行散射，降低伪装目标暴露程度。 1.2.3目标被雷达波照射的方位 一般来说，目标的RCS随方位角剧烈变化，同一目标，由于照射方位不同，其RCS可以相差几个数量级。
通用雷达目标模拟源
通用雷达目标模拟源 1.引言 1.1用途 通用雷达目标模拟源用于舰载搜索雷达和跟踪雷达的接收通道检查及雷达性能测试。 1.2使用方式 通用雷达目标模拟源采用在被测雷达平台内，通过中频注入方式工作。 1.3设计依据 ·国际单位制及其应用 GB100-86 ·军用电子测试设备通用规范 GJB3947-2000 ·《通用雷达目标模拟源技术协议》 1.4设计原则 坚持“实用、可靠、先进、经济”的原则，尽量采用成熟技术； 贯彻通用化、系列化、模块（组合）化的设计原则； 以形成雷达接收通道检查及雷达性能测试能力为目标，具有一定的扩展能力； 2.系统功能和战技指标 通用雷达目标模拟源采用对雷达中频脉冲调制信号储频调制转发的技术方案，模拟的回波信号指标特别是相参性能能得到较好的实现。
2.1主要功能: 模拟各种运动速度的目标回波信号，供雷达接收系统和作战通道检查；提供雷达接收系统检查所需模射频模回波信号，用于雷达设备进行服役后接收系统性能检查。具有以下主要功能： z可模拟包括脉冲压缩、脉冲多普勒雷达所接收到的各种相参/非相参目标回波信号； z模拟目标回波时延及多普勒频率； z最大可模拟产生300批不同航迹的固定目标、飞机、导弹、舰艇等目标回波信号；其中机动航迹2条，径向航迹16条，其余为固定点航迹； z模拟目标雷达截面积和幅度起伏特性变化带来的回波信号的变化；目标起伏：Swerling0，I，II，III，IV模型 z具有通道自检功能，并通过网线可以回报给上位机。 2.2战术指标 z可通过软件设置被试雷达的脉冲信号参数； z目标初始位置：1～300km（可更远），步长为被试雷达距离单元； z模拟目标类型：固定目标、舰船、飞机或导弹 z目标起伏：Swerling0，I，II，III，IV模型； 2.3 技术指标： z工作频率：f0=7.5MHz，30MHz，60MHz，70MHz，90MHz，120MHz； z设备采用模块化设计，通过更换输入输出变频模块，具有适应
目标识别技术
目标识别技术 摘要： 针对雷达自动目标识别技术进行了简要回顾。讨论了目前理论研究和应用比较成功的几类目标识别方法：基于目标运动的回波起伏和调制谱特性的目标识别方法、基于极点分布的目标识别方法、基于高分辨雷达成像的目标识别方法和基于极化特征的目标识别方法，同时讨论了应用于雷达目标识别中的几种模式识别技术：统计模式识别方法、模糊模式识别方法、基于模型和基于知识的模式识别方法以及神经网络模式识别方法。最后分析了问题的可能解决思路。 引言： 雷达目标识别技术回顾及发展现状 雷达目标识别的研究始于"20世纪50年代，早期雷达目标特征信号的研究工作主要是研究达目标的有效散射截面积。但是，对形状不同、性质各异的各类目标，笼统用一个有效散射面积来描述，就显得过于粗糙，也难以实现有效识别。几十年来，随着电磁散射理论的不断发展以及雷达技术的不断提高，在先进的现代信号处理技术条件下，许多可资识别的雷达目标特征信号相继被发现，从而建立起了相应的目标识别理论和技术。 随着科学技术的飞速发展，一场以信息技术为基础、以获取信息优势为核心、以高技术武器为先导的军事领域的变革正在世界范围内兴起，夺取信息优势已成为夺取战争主动权的关键。电子信息装备作为夺取信息优势的物质基础，是推进武器装备信息化进程的重要动力，其总体水平和规模将在很大程度上反映一个国家的军事实力和作战能力。 雷达作为重要的电子信息装备，自诞生起就在战争中发挥了极其重要的作用。但随着进攻武器装备的发展，只具有探测和跟踪功能的雷达也已经不能满足信息化战争的需要，迫切要求雷达不仅要具有探测和跟踪功能，而且还要具有目标识别功能，雷达目标分类与识别已成为现代雷达的重要发展方向，也是未来雷达的基本功能之一。目标识别技术是指：利用雷达和计算机对遥远目标进行辨认的技术。目标识别的基本原理是利用雷达回波中的幅度、相位、频谱和极化等目标特征信息，通过数学上的各种多维空间变换来估算目标的大小、形状、重量和表面层的物理特性参数，最后根据大量训练样本所确定的鉴别函数，在分类器中进行识别判决。目标识别还可利用再入大气层后的大团过滤技术。当目标群进入大气层时，在大气阻力的作用下，目标群中的真假目标由于轻重和阻力的不同而分开，轻目标、外形不规则的目标开始减速，落在真弹头的后面，从而可以区别目标。 所谓雷达目标识别，是指利用雷达获得的目标信息，通过综合处理，得到目标的详细信息（包括物理尺寸、散射特征等），最终进行分类和描述。随着科学技术的发展，武器性能的提高，对雷达目标识别提出了越来越高的要求。 目前，目标识别作为雷达新的功能之一，已在诸如海情监控系统、弹道导弹防御系统、防空系统及地球物理、射电天文、气象预报、埋地物探测等技术领域发挥出很大威力。为了提高
目标特性测量雷达平台建设构想
目标特性测量雷达平台建设构想 0 引言雷达目标电磁散射特性测量是雷达系统共性基础技术，主要研究雷达观测目标在入射电磁波照射激励下，目标在频率域、角度域、极化域的电磁散射机理与特性，包括窄带特性、宽带特性、极化特性等。要多维度精细认识目标，需要获取丰富的信息资源暨特征数据作为支撑，但是目前对目标的认识是通过既有的雷达提供的数据，传统雷达使命任务往往非常单一，同一雷达平台很难提供多种信息，要充分认识目标，需要多部雷达平台协作，成本高昂，而且数据协同上存在较大技术难度。 1目标特性的种类与作用 雷达目标特征隐含于雷达回波中，通过特定的波形设计和对回波幅度、相位、频谱等处理、分析及变换，得到表征雷达目标固有特征的参量。雷达目标电磁散射特性研究对雷达系统设计、成像与目标识别、目标隐身与反隐身探测等都具有极其重要的意义。 雷达目标特性的认识从宏观上包括两个方面：雷达目标尺度信息、雷达目标特征信息，研究内容有理论研究、仿真试验、静态测试和靶场动态测量等。当前对目标的认识主要通过静、动态测量来实现，大部分设备研制厂商更关注动态测量的效果[1] 。 静态测量：室外场测量系统主要包括发射与接收设备、目标 支架与转台、定标体、数据采集与记录、控制系统等。 动态测量：与静态测量相比，利用目标处于动态（飞行）等实际工
作状态时，测量获取目标的电磁散射特性数据是最真实、最可信、最有效的，动态测量平台雷达可分布于靶场等测量试验区域，包括地面固定平台和为车载、舰载、机载等移动平台。 2目标特性测量平台设计 在目标特性测量方面，国内相关单位已研制并装备频率覆盖多个波段、多种型号的目标特性测量雷达，满足动态目标特性测量的需求。但外场测量设备功能及数量有限，难以满足多平台、全频段、双站散射、多极化的测量需求。当前目标各种特征信息分析已经取得了很大的成绩，同时如何获取更为全面、精细的目标多维特征愈显重要，需要一种综合平台，实时完成目标特性信息的采集、处理、结果输出、存储及比对。 2.1信息采集系统（雷达）一般来说，由于发射波形、接收线性动态范围、变极化、幅度与相位标定等要求不同，特征测量与精密跟踪互相矛盾，对于一部雷达其功能只能进行设计侧重。采用模块化、集成化雷达设计思想，建立通用系统平台，其频段、波形、极化通道等模块化设计选择配装，后端数字接收、信号处理、数据处理平台公用，这样可以用一个平台完成多部雷达功能。 2.2信息采集系统（标校） 测量平台作为标尺，其本身的精度与稳定性要求非常高，因此需要完备的标校系统来校正设备，主要完成测量平台雷达距离、角度零位标定；进行雷达发射、接收、跟踪通道的检查及配合校准等；完成雷达测量通道的一致性检查校准；数据录取、存储、导入导出功能无线指
丛状遮障的雷达散射特性分析
万方数据
第５期谢卫，等：丛状遮障的雷达散射特性分析５０９ 电磁散射计算有近似计算和数值计算２种方法，前 者的适用性取决于目标符合近似方法的程度，而后 者则要受到计算机计算能力以及内存空间的限制。 对于遮障这种结构随机且拌有大量内部镂空区域的 目标，近似计算方法并不适用，只能采取数值计算的 方法‘５?引。 目标散射的数值计算方法主要有矩量法、快速 多极子法、时域有限差分法等等。相对而言，时域有 限差分法的应用更为广泛，并且有大量成熟的商用 软件可以利用。即便这样，要对完整的遮障样品进行 计算仍然是不可能的，原因在于计算机内存空间不够。目前比较通行的应对措施是利用周期性的边界条件，这样就可以通过计算一个周期单元而得知多个周期单元所组成的样品的散射特性［７’８］。图１给出的是一种二维周期结构的示意图，其中，粗线标记的是一个结构单元。毫无疑问，周期边界条件的引入大大降低了散射计算对计算机性能的要求，是电磁散射计算技术上的重大突破。事实上这种方法在大量微波器件的散射分析中取得了成功［３］。就遮障而言，从制备工艺的角度看，确实也存在一定的周期性，因为整片的遮障往往可以用相同的小片遮障拼接而成。不过，即便存在周期性，遮障的复杂结构是否能够用简单的周期结构就可以描述也还是有疑问的。实际的遮障总是含有大量的小饰物，它们随机取向分布，如图２所示。这种结构上的随机性是图１那样的周期结构所不能描述的。 图１二维的周期结构 Ｆｉｇ．１Ｓｋｅｔｃｈｏｆｔｈｅｔｗｏ—ｄｉｍｅｎｓｉｏｎｐｅｒｉｏｄｉｃｓｔｒｕｃｔｕｒｅ ２兼具随机性和周期性的遮障几何模型 简单的周期结构不能完全反映遮障的结构特征，而放弃周期性边界条件数值计算将难以进行，这就是目前遮障散射行为计算中所面临的问题。笔者认为，此问题可以解决。因为周期结构本身并不要求 图２遮障样品照片 Ｆｉｇ．２Ｐｈｏｔｏｏｆｔｈｅｓｃｒｅｅｎｓａｍｐｌｅ 结构的低维性和简单性，由复杂的结构单元周期性地排列所形成的目标，其散射行为同样可以应用周期性边界条件进行计算［９’１０１。按照这样的观点，结构的随机性和周期性可以并存于遮障的几何模型：通过结构单元自身的内部结构来反映遮障的结构随机性，而结构单元的周期性组合反映遮障的周期性。这样的处理，尽管结构单元的自身结构变得复杂，但毕竟空间尺度有限，仍然可以进行数值计算。而周期性的安排使得对结构单元的计算能够揭示大尺寸遮障的散射信息。 接下来的问题是如何构造结构单元，使其反映出遮障的结构随机性。考虑到实际的遮障样品总是包含大量小的饰物，其随机性主要通过这些饰物的随机分布来体现，结构单元的几何模型可以这样建立：先建立遮障中饰物的几何模型（通常是片状或针状），而后大量复制这些饰物模型，再随机调整饰物的坐标和取向。在这里，结构单元的尺寸和单元内饰物的数量需要仔细权衡。结构单元尺寸越小，计算就越简单易行。然而周期性边界条件的应用并不直接使得结构单元的散射行为就代表整个模型的散射，所计算的结构单元的散射行为是单元处于整个结构中的散射行为。从这个意义上讲，结构单元的尺寸越大，结果越能反映实际的遮障。在兼顾计算机能力的前提下，认为结构单元的尺寸应大于雷达波长的１０倍。至于结构单元内饰物的数量，一方面饰物自身的尺寸应与实际相吻合，另一方面饰物的数量要足够多以反映出结构的随机性。图３是为丛状遮障建立的结构单元模型，图中片状的散射体就是模型中的饰物，具体尺寸为ｏ．０１ｃｍ×ｏ．２ｃｍ×３ｃｍ，模型中总共有３５０个饰物，这些饰物随机分布在尺寸为３０ｃｍ×３０ｃｍ×３ｃｍ的长方体空间，而这个包含饰 物的空间就是我们的周期结构单元。图４是利用这 万方数据
雷达信号处理及目标识别分析系统方案
雷达信号处理及目标识别分系统方案 西安电子科技大学 雷达信号处理国家重点实验室 二○一○年八月
一 信号处理及目标识别分系统任务和组成 根据雷达系统总体要求，信号处理系统由测高通道目标识别通道组成。它应该在雷达操控台遥控指令和定时信号的操控下完成对接收机送来的中频信号的信号采集，目标检测和识别功能，并输出按距离门重排后的信号检测及识别结果到雷达数据处理系统，系统组成见图1-1。 220v 定时信号 目标指示数据 目标检测结果输出目标识别结果输出 图1-1 信号处理组成框图 二 测高通道信号处理 测高信号处理功能框图见图2-1。 s 图2-1 测高通道信号处理功能框图
接收机通道送来中频回波信号先经A/D 变换器转换成数字信号，再通过正交变换电路使其成为I 和Q 双通道信号，此信号经过脉冲压缩处理，根据不同的工作模式及杂波区所在的距离单元位置进行杂波抑制和反盲速处理，最后经过MTD 和CFAR 处理输出检测结果。 三 识别通道信号处理 识别通道信号处理首先根据雷达目标的运动特征进行初分类，然后再根据目标的回波特性做进一步识别处理。目标识别通道处理功能框图见图3-1所示。 图3-1 识别通道处理功能框图 四 数字正交变换 数字正交变换将模拟中频信号转换为互为正交的I 和Q 两路基带信号，A/D 变换器直接对中频模拟信号采样，通过数字的方法进行移频、滤波和抽取处理获得基带复信号，和模拟的正交变换方法相比，消除了两路A/D 不一致和移频、滤波等模拟电路引起的幅度相对误差和相位正交误差，减少了由于模拟滤波器精度低，稳定性差，两路难以完全一致所引起的镜频分量。 目标识别结果输出
雷达目标宽带散射特性的 GGO 快速分析方法
收稿日期：２０１４-０８-１２ 网络出版时间：２０１５-０４-１４ 基金项目：国家自然科学基金资助项目（６１２０１０２３）；中央高校基本科研业务费专项资金资助项目（K ５０５１３０２０２１） 作者简介：陈文锋（１９８２－），男，西安电子科技大学博士研究生，E -mail ：laker -cwf ＠１６３．com ． 网络出版地址：http ：／／w w w ．cnki ．net ／kcms ／detail ／６１．１０７６．T N ．２０１５０４１４．２０４６．００８．html doi :１０.３９６９/j .issn .１００１-２４００.２０１６.０１.０１１ 雷达目标宽带散射特性的ＧＧＯ快速分析方法 陈文锋１，２，龚书喜１，董海林１，张鹏飞１，赵 博１ （１．西安电子科技大学天线与微波技术重点实验室，陕西西安 ７１００７１； ２．中国电子科技集团公司第三十六研究所，浙江嘉兴 ３１４０３３） 摘要：文中将降维技术应用到传统矩量法中，并结合梅利逼近对目标二维雷达散射截面进行快速分析．针 对角域和频域中目标表面电流的二维展开式，Gauss -Green -Ostrogradsky （GGO ）降维技术将问题转化为角 域（或频域）的一元函数及其各阶导数的叠加，有效避免了逼近函数二维展开系数的求解过程，并通过控制 导数的阶数调整计算精度，从而快速有效获得雷达目标二维散射特性．与二维梅利逼近方法相比，该方法 在不失精度下更易于实现编程计算，内存需求和求解时间仅为原始算法的１／６和１／３． 关键词：矩量法；雷达散射截面；梅利逼近；降维技术 中图分类号：T N ８０２．１ 文献标识码：A 文章编号：１００１-２４００（２０１６）０１-００６０-０６ Fast analysis of wide -band scattering from radar targets using the GGO method C H EN W en f eng １, ２,GONG Shuxi １,DONG H ailin １,ZH A NG Pen gf ei １,ZH A O Bo １ (１.Science and Technology on Antenna and Microwave Lab .,Xidian Univ .,Xi 'an ７１００７１,China ;２.No .３６Research Institute of CETC ,Jiaxing ３１４０３３,China)Abstract : The dimensions reducing technique combined with the Maehly approximation is applied to the Method of Moment (MoM )for analysis of the two -dimensional radar cross section (RCS )of the target . The Gauss -Green -Ostrogradsky (GGO )algorithm is utilized to transform the two -dimensional expression for the surface currents in both spatial and frequency domains to one dimension and its derivatives .This p rocedure avoids the solution of expansion coefficients in the two -dimensional expression and makes the accuracy adjustable by the order of derivatives .Compared with the two -dimensional Maehly approximation method ,the proposed scheme can acquire RCS data efficiently with good accuracy and reduce procedural complexity .Finally ,numerical results show that memory requirement and calculation time are about １/６and １/３of what are needed in the original method . Key Words : method of moment ;radar cross section ;M aehly approximation ;reduced dimensions technique 在研究电磁场边值问题的目标散射时，雷达散射截面（Radar Cross Section ，RCS ）和角度与频率密切相关，这使得在进行数值分析时，需要分别或同时在角域和频域上求解感应电流的分布矩阵方程．应用传统的扫角与扫频法计算时，必须用非常小的角度和频率间隔才能获得精确的计算结果，从而在整个角域和频域内增加了矩阵方程求解量，大量占用了计算时间和内存．因此，在分析宽角和宽带响应时，提高数值计算方法的效率就更为重要． 传统的矩量法（M ethod of M oment ，M oM ）［１］是一种有效且高精度的数值方法，但长期受限于计算机的２０１６年２月 第４３卷 第１期 西安电子科技大学学报（自然科学版）ＪＯＵＲＮＡＬ ＯＦ ＸＩＤＩＡＮ ＵＮＩＶＥＲＳＩＴＹ Feb ．２０１６Vol ．４３ No ．１
雷达散射截面计算体会
雷达散射截面计算体会 计算复杂目标的雷达散射截面(RCS)对于国防、航空、航天、气象等各项事业都具有很重要的意义。尤其在导弹系统的设计、仿真，雷达系统的设计、鉴定，无论在新装备的研制论证中，还是现预装备战术使用方案的制定等均需要复杂目标(如飞机、舰艇、导弹等)的RCS及其电磁散射特性[1]。对于提高目标自身的生存能力以及隐身技术的研究以及对于目标的雷达探测和目标识别等，都具有重要的现实意义。可节、约大量经费和时间，具有重大的意义。 使用Ansys Feko软件的一些体会通过使用Ansys Feko,我们获得了一些经验，在这里和大家一块分享一下。首先，在使用Ansys Feko软件解决问题之前，必须注意如下事项： (1)可行性估算。对于复杂目标RCS的计算，虽然理论上可以解决几乎所有问题。但是由于受到计算机配置、目标的电尺寸、求解精度等条件约束，必须先预估求解方法的可行性。譬如，在采用Feko的MOM法计算时，先估算一下，被划分网格的数目，是否满足计算机内存。 (2)尽量使用对称性来仿真。在Feko中包括了几何、电场和磁场三种对称性，可以根据问题来分析，是否采用对称性，一般如果目标本身是旋转对称的的话，就可以采用几何对称性；如果在计算过程中，目标的电场和磁场分布为对称时，就可以采用电磁场的对称性。如果充分使用对称性的话，可大大提高仿真的速度。 (3)如在采用MLFMM等算法进行仿真时，可根据实际的需要，确定收敛的精度。不一定非要采用软件的缺省值精度（千分之三）来计算。有些问题在计算过程中，采用大于千分之三的数值，就已经趋向于收敛。此时可以在CG卡中进行设置，以选择不同的残差计算精度。这样的话，可以在保证一定仿真精度的前提下，提高计算速度。同时避免了不必要的
雷达目标识别
目标识别技术 2009-11-27 20:56:41| 分类：我的学习笔记| 标签：|字号大中小订阅 摘要： 针对雷达自动目标识别技术进行了简要回顾。讨论了目前理论研究和应用比较成功的几类目标识别方法：基于目标运动的回波起伏和调制谱特性的目标识别方法、基于极点分布的目标识别方法、基于高分辨雷达成像的目标识别方法和基于极化特征的目标识别方法，同时讨论了应用于雷达目标识别中的几种模式识别技术：统计模式识别方法、模糊模式识别方法、基于模型和基于知识的模式识别方法以及神经网络 模式识别方法。最后分析了问题的可能解决思路。 引言： 雷达目标识别技术回顾及发展现状 雷达目标识别的研究始于"20世纪50年代，早期雷达目标特征信号的研究工作主要是研究达目标的有效散射截面积。但是，对形状不同、性质各异的各类目标，笼统用一个有效散射面积来描述，就显得过于粗糙，也难以实现有效识别。几十年来，随着电磁散射理论的不断发展以及雷达技术的不断提高，在先进的现代信号处理技术条件下，许多可资识别的雷达目标特征信号相继被发现，从而建立起了相应的目标 识别理论和技术。 随着科学技术的飞速发展，一场以信息技术为基础、以获取信息优势为核心、以高技术武器为先导的军事领域的变革正在世界范围内兴起，夺取信息优势已成为夺取战争主动权的关键。电子信息装备作为夺取信息优势的物质基础，是推进武器装备信息化进程的重要动力，其总体水平和规模将在很大程度上反 映一个国家的军事实力和作战能力。 雷达作为重要的电子信息装备，自诞生起就在战争中发挥了极其重要的作用。但随着进攻武器装备的发展，只具有探测和跟踪功能的雷达也已经不能满足信息化战争的需要，迫切要求雷达不仅要具有探测和跟踪功能，而且还要具有目标识别功能，雷达目标分类与识别已成为现代雷达的重要发展方向，也是未来雷达的基本功能之一。目标识别技术是指：利用雷达和计算机对遥远目标进行辨认的技术。目标识别的基本原理是利用雷达回波中的幅度、相位、频谱和极化等目标特征信息，通过数学上的各种多维空间变换来估算目标的大小、形状、重量和表面层的物理特性参数，最后根据大量训练样本所确定的鉴别函数，在分类器中进行识别判决。目标识别还可利用再入大气层后的大团过滤技术。当目标群进入大气层时，在大气阻力的作用下，目标群中的真假目标由于轻重和阻力的不同而分开，轻目标、外形不规则的目标开始减 速，落在真弹头的后面，从而可以区别目标。 所谓雷达目标识别，是指利用雷达获得的目标信息，通过综合处理，得到目标的详细信息（包括物理尺寸、散射特征等），最终进行分类和描述。随着科学技术的发展，武器性能的提高，对雷达目标识别 提出了越来越高的要求。 目前，目标识别作为雷达新的功能之一，已在诸如海情监控系统、弹道导弹防御系统、防空系统及地球物理、射电天文、气象预报、埋地物探测等技术领域发挥出很大威力。为了提高我国的军事实力，适应未来反导弹、反卫、空间攻防、国土防空与对海军事斗争的需要，急需加大雷达目标识别技术研究的力度雷达目标识别策略主要基于中段、再入段过程中弹道导弹目标群的不同特性。从结构特性看，飞行中段
SAR雷达目标信号模拟器案例
SAR雷达目标信号模拟器案例 来源：北京华力创通科技股份有限公司作者：发表时间：2010-04-08 16:08:50 目前机载 SAR 雷达设备的主要测试手段是在地面采用点目标信号进行部分指标和分辨率测试。进 一步完整的成像测试需要安装在运载飞机上进行实际飞行测试，得到最后的指标。 星载 SAR 雷达设备的主要测试手段同样是在地面点目标信号进行部分指标和分辨率测试。通过 这种测试来估计实际的成像指标。 XXX 型 SAR 雷达目标信号模拟器可以实时模拟回放多点目标和场景目标回波。用于机载或星载 SAR 雷达设备在地面进行完整的功能和性能指标调试和测试。 XXX 型 SAR 雷达目标回波信号模拟器基本原理是一种数字储频体制的测试信号模拟设备。接收 来自雷达系统 TR 组件送出的脉冲发射信号，并在此基础上生成触发脉冲和回波信号；实时模拟点目 标回波信号：－－能进行时间延迟、能叠加多普勒频移，能进行幅度调制；非实时模拟面目标回波信 号－－可叠加地表信息、轨道特性、平台姿态特性和幅相误差、波位特性、天线性能等工程误差 XXX 型 SAR 雷达目标回波信号模拟器主要由三个功能单元组成： 射频单元 将来自雷达系统脉冲发射信号转换到中频，并将中频单元的模拟回波信号混频至射频，通过射频 电缆注入或通过天线回放给被测雷达； 数字中频单元 基于数字储频体制获取中频信号，经过数字变换成多点目标回波中频信号回放给射频单元。或根 据被测雷达的信号特征，将已经存储的大型场景目标回波回放出去 数学仿真单元 运行 SAR 雷达场景目标模拟生成算法，生成场景（即面目标）回波数据，注入给数字中频单元 技术优势 幅相控制技术 高速 AD/DA 技术（ 20M － 1.5G 采样率） 实时点目标运算，非实时面目标模拟 高速板间数据传输技术（单通道最高速率可达 6Gbps ） 大容量板级数据存储技术（ 20G ） 应用方案 雷达系统回波模拟 精密延迟信号实现 用于宽带雷达模拟器 实时记录 SAR 发射信号 实时回放数字信号、模拟各种条件
雷达目标识别技术
雷达目标识别技术述评 孙文峰 （空军雷达学院重点实验室，湖北武汉430010） 摘要：首先对雷达目标识别研究领域已经取得的成果和存在的问题进行简单的回顾，然后结合对空警戒雷达，阐明低分辨雷达目标识别研究的具体思路。 关键词：雷达目标识别；低分辨雷达 Review on Radar Target Recognition SUN Wen-feng （Key laboratory, Wuhan Radar Academy, Wuhan 430010, China）Abstract: The acquired productions and existent problems of radar target recognition are reviewed simply, then the specific considerations of target recognition with low resolution radar are illustrated connect integrating with air defense warning radar in active service. Key words: radar target recognition; low resolution radar 1．引言 雷达目标识别（RTR—Radar Target Recognition）是指利用雷达对单个目标或目标群进行探测，对所获取的信息进行分析，从而确定目标的种类、型号等属性的技术。1958年，D.K.Barton（美国）通过精密跟踪雷达回波信号分析出前苏联人造卫星的外形和简单结构，如果将它作为RTR研究的起点，RTR至今已走过了四十多年的历程。目前，经过国内外同行的不懈努力，应该说RTR已经在目标特征信号的分析和测量、雷达目标成像与特征抽取、特征空间变换、目标模式分类、目标识别算法的实现技术等众多领域都取得了不同程度的突破，这些成果的取得使人们有理由相信RTR是未来新体制雷达的一项必备功能。目前，RTR技术已成功应用于星载或机载合成孔径雷达（SAR—Synthetic Aperture Radar）地面侦察、毫米波雷达精确制导等方面。但是，RTR还远未形成完整的理论体系，现有的R TR 系统在功能上都存在一定的局限性，其主要原因是由于目标类型和雷达体制的多样化以及所处环境的极端复杂性。本文首先对RTR研究领域已经取得的成果和存在的问题进行简单的回顾，最后结合对空警戒雷达，阐明了低分辨雷达目标识别研究的具体思路。 2．雷达目标识别技术的回顾与展望 雷达目标识别研究的主体有三个，即雷达、目标及其所处的电磁环境。其中任何一个主体发生改变都会影响RTR系统的性能，甚至可能使系统完全失效，即RTR研究实际上是要找到一种无穷维空间与有限类目标属性之间的映射。一个成功的RTR系统必定是考虑到了目标、雷达及其所处电磁环境的主要可变因素。就目标而言主要有目标的物理结构、目标相对于雷达的姿态及运动参数、目标内部的运动（如螺旋桨等）、目标的编队形式、战术使用特点等等；就雷达而言主要有工作频率、带宽、脉冲重复频率（PRF）、天线方向图、天线的扫描周期等等；环境因素主要有各种噪声（如内部噪声和环境噪声）、杂波（如地杂波、海杂波和气象杂波）和人为干扰等。在研制RTR系统时必须综合考虑这些因素，抽取与目标属性有关的特征，努力消除与目标属性无关的各种不确定因素的影响。
雾的雷达后向散射特性研究
文章编号!""#$"%&&’(""!)"*$"*+&$"# 雾的雷达后向散射特性研究, 赵振维!-(林乐科(董庆生(吴振森! ’!.西安电子科技大学-陕西西安-/!""/!0(.中国电波传播研究所青岛分所-山东青岛(11"/!) 摘要利用平流雾与辐射雾的能见度与含水量的经验公式导出的23443雾滴谱分 布-得到了平流雾和辐射雾的雷达反射因子5与雾的能见度6含水量的关系式7以 +*289雷达为例-研究了雾的雷达后向散射特性7最后利用毫米波衰减数据和能见 度反演的几场湿海雾参数-研究了湿海雾的后向散射特性-研究结果表明:湿海雾的 雷达反射因子可与中到大雨相当7 关键词雾后向散射截面雷达反射因子能见度 中图分类号;<"!!文献标示码= >?@?A B?C D E C?F F G A H I JC K?A?C F G A H E F H C E L M M L J N O P Q N K G I R S G H!-(T U V T G R D G(W Q V X Y H I J R E K G I J(Z[N K G I R E G I! ’!.\]^]_‘a‘]b c d e]f g-\]h_‘i j_‘k]/!""/!-l j]‘_0(.l j]‘_m c e c_d n jo‘e f]f p f c q rm_^]q s_b c t d q u_v_f]q‘-w]‘v^_q i j_‘^q‘v(11"/!-l j]‘_) P B E F A?C F x3y z{|}23443{~y!"~#$!~|}4|{z%|&&|’${"~(y~9z{z"~)z{&"|4!*z z4$ (~"~+3%"z%3!~|}|&)~y~#~%~!,3}{-3!z"+|}!z}!&|"3{)z+!~|}3}{"3{~3!~|}&|’y-!*z "z%3!~|}y#z!-z z}"3{3""z&%z+!~)~!,&3+!|"3}{&|’)~y~#~%~!,|"-3!z"+|}!z}!3"z ("|(|y z{.=y3}z.34(%z-!*z"3{3"#3+/y+3!!z"~}’+*3"3+!z"~y!~+y3!+*289~y’~)$ z}.0~}3%%,-#3y z{|}4|~y!&|’(3"34z!z"y{z"~)z{&"|4!z""z y!"~3%4~%%~4z!z"$-3)z 3!!z}$3!~|}{3!33}{)~y~#~%~!,-!*z#3+/y+3!!z"~}’+*3"3+!z"~y!~y|&4|~y!&|’3"z {~y+$y y z{-3}{!*z"z y$%!yy*|-!*3!!*z"3{3""z&%z+!~)~!,&3+!|"|&4|~y!&|’3($ ("|.~43!z%,+|""z y(|}{y!|!*3!|&4|{z"3!z3}{*z3),"3~}. 1G2S L A@E&|’"3{3"+"|y y y z+!~|}"3{3""z&%z+!~)~!,&3+!|")~y~#~%~!, 3引言 大气环境对雷达波和无线电通信电波有很大的 影响-雾和雨6雪一样是影响信号传播的一个重要因 素-这影响到地面通信以及雷达目标识别7因此研究 雾的雷达波后向散射特性具有重要意义7 根据文献4!5由雾能见度与含水量的经验公式导 出的雾滴谱分布参数-以及气象雷达方程-导出了雷 达反射因子5与雾的能见度6含水量的关系式-讨 论了雾对给定了具体参数的+*289雷达的等效目 标散射截面i c 随能见度变化的关系7根据文献4(5 的毫米波衰减实验数据和能见度等数据导出的雾参 数-研究了湿海雾的雷达后向散射特性-并与降雨的 雷达反射因子作了比较7 6雾的物理特性 雾由漂浮于近地面空气中的细小水滴或冰晶组 成-本文只研究由液态水滴组成的雾7雾的分类有很 多种方法-按其发生地域及形成方式的不同-通常分 为平流雾与辐射雾7海雾多为平流雾-平均雾滴直径 可达("740内陆雾多为辐射雾-平均雾滴直径一般 小于("747通常雾的含水量和雾滴平均半径随能 第!1卷第*期(""!年!(月 电波科学学报 8O U V9:9;Q[>V P TQ<>P W U Q:8U9V89 =|%.!1-<|.* >z+z4#z"-(""! ,收稿日期:(""!$"*$"( 万方数据