雷達(dá)目標(biāo)的二維全極化散射中心提取與隱身性能分析.pdf

1、現(xiàn)代軍用飛行器結(jié)構(gòu)日趨復(fù)雜化，傳統(tǒng)的將裝備視作點(diǎn)目標(biāo)的RCS信息已經(jīng)不能描述復(fù)雜目標(biāo)的結(jié)構(gòu)特征。高分辨雷達(dá)成像方法可以更好地描述目標(biāo)的幾何結(jié)構(gòu)，體現(xiàn)復(fù)雜目標(biāo)的強(qiáng)散射結(jié)構(gòu)。隱身軍事目標(biāo)常采用涂覆材料、貼裝材料、幾何結(jié)構(gòu)調(diào)整等電磁隱身優(yōu)化來達(dá)到雷達(dá)隱身的目的。
　　本論文重點(diǎn)研究高分辨雷達(dá)成像算法和該類算法在隱身性能評(píng)估方面的應(yīng)用，以及基于雷達(dá)RCS和ISAR成像的飛行器隱身的預(yù)估分析方法。最后介紹了實(shí)際工程中的三維建模和電磁仿真方法

2、，為本論文的算法研究提供研究數(shù)據(jù)。
　　文章從以下幾個(gè)方面展開研究:
　　(1)本論文分析了雷達(dá)目標(biāo)RCS只能用于分析點(diǎn)目標(biāo)的局限性，引出了基于矩陣?yán)碚摰哪軌蛱崛《嗌⑸渲行牡母叻直胬走_(dá)成像。介紹了矩量法、時(shí)域有限差分法、高頻算法三種電磁散射計(jì)算方法，這為高分辨雷達(dá)成像提供數(shù)據(jù)源。闡述了雷達(dá)回波信號(hào)的預(yù)算理方法，包括多種平滑預(yù)處理方法以及空域?yàn)V波的協(xié)方差矩陣去相關(guān)方法。
　　(2)本論文從雷達(dá)回波信號(hào)模型出發(fā)，逐步分析并

3、推導(dǎo)了MUSIC和ESPRIT高分辨雷達(dá)成像算法，并闡述了相關(guān)的矩陣論理論基礎(chǔ)，即正交投影理論、子空間旋轉(zhuǎn)不變理論、廣義特征值分解、奇異值分解等。對(duì)ESPRIT成像算法進(jìn)行了若干方面的改進(jìn)，得到基于相干極化散射模型的ESPRIT算法，用以處理全極化信號(hào)矢量。算法能夠準(zhǔn)確完成橫向分辨和縱向分辨的極化配對(duì)問題，成像效率更高，獲取的強(qiáng)散射中心更加全面準(zhǔn)確。
　　(3)本論文對(duì)相干極化理想點(diǎn)散射模型的雷達(dá)回波信號(hào)模型進(jìn)行流程化的處理，最終

4、得到散射中心位置和散射中心強(qiáng)度估計(jì)的數(shù)學(xué)表達(dá)式。編程并測(cè)試了MUSIC、ESPRIT、2D-TLS-ESPRIT成像算法的成像性能，驗(yàn)證成像算法的準(zhǔn)確性。在仿真實(shí)驗(yàn)中，使用不同帶寬和極化的雷達(dá)電磁波照射目標(biāo)，評(píng)估這種改變?cè)斐傻某上癫町悺?br>　　(4)本論文研究了多個(gè)電磁仿真軟件的雷達(dá)回波數(shù)據(jù)文件的物理含義，并開發(fā)了相應(yīng)的遠(yuǎn)場(chǎng)數(shù)據(jù)讀取代碼，為高分辨成像提供仿真數(shù)據(jù)輸入接口。研究了相關(guān)的電磁數(shù)值計(jì)算方法、幾何建模方法，為本論文的算法研究

5、提供研究數(shù)據(jù)。
　　(5)本論文研究了飛行器材料隱身相關(guān)技術(shù)，分析了新型人工電磁材料的全反射和繞射的隱身原理?；趲缀谓：碗姶欧抡媸侄?，將新型人工電磁材料貼裝于飛行器表面，計(jì)算其后向散射回波。然后利用優(yōu)化過的高分辨成像算法，對(duì)貼裝新型人工電磁材料的飛行器進(jìn)行高分辨雷達(dá)成像，獲取飛行器的散射中心分布，并分析和評(píng)估了新型人工電磁材料的隱身效能。
　　本論文實(shí)現(xiàn)了多種電磁仿真軟件的遠(yuǎn)場(chǎng)數(shù)據(jù)接口和二維MUSIC和ESPRIT算法，