基于空间谱估计的雷达目标散射中心提取研究

摘要

雷达目标的电磁散射特性是雷达技术重要的研究内容之一。散射中心的信息可用于 RCS建模数据库、RCS数据压缩以及内插外推、目标识别等方面。因此，散射中心提取是雷达目标特性研究的重要内容之一。
　　散射中心数目估计是散射中心提取的关键问题之一。为了准确估计散射中心数目，本文做了两项工作：（1）提出了一种基于多重信号分类（MUSIC）算法的信源数目估计的新方法；（2）在基于奇异值分解（SVD）的信源数目估计算法基础上，改进了判定信源数目的目标函数。将提出的两种方法与信息论准则（AIC）方法、最小长度描述准则（MDL）方法以及盖氏圆（GDE）方法在白噪声及色噪声条件下比较，结果表明在低信噪比下,两种方法均提高了信源估计成功率。
　　其次，对基于几何绕射理论（GTD）的散射中心模型位置及散射强度参数的估计问题，本文做了两项改进工作：（1）改进了传播算子（PM）算法并用该算法估计散射中心位置参数。该算法在传统的 PM算法基础上对阵列协方差矩阵进行去噪处理，以减小噪声影响；（2）改进了最小二乘法估计散射强度的方法。仿真结果表明改进的PM算法较ESPRIT算法，计算量小且在高信噪比下的估计精度更高。改进后的散射强度估计方法明显减小了估计误差。
　　最后，本文分析了散射中心提取技术在RCS数据拟合、外推中的应用。本文对一维目标，通过计算仿真得到其某一频段的后向散射总场数据，并从其中提取散射中心参数，利用散射中心参数合成其他频率下目标的散射总场，计算出该频率下的RCS数据，实现目标RCS的频率外推。仿真实验表明了散射中心参数提取的正确性及RCS拟合、外推的准确性。

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第一章 绪论

1.1 研究背景及意义

1.2 国内外研究现状

1.3 本文主要工作

第二章 空间谱估计的基本理论

2.1 概述

2.2 阵列信号模型及子空间算法

2.3 阵列多维参数估计

2.4 信号源数目估计

2.5 仿真结果与结论

2.6 本章小结

第三章 基于谱估计的一维散射中心提取

3.1 概述

3.2 基于GTD模型的散射中心参数提取

3.3 仿真结果与结论

3.4 本章小结

第四章 基于谱估计的多维散射中心提取

4.1 概述

4.2 二维GTD模型散射中心参数提取

4.3 基于GTD模型的三维散射中心参数提取

4.4 仿真结果与结论

4.5 本章小结

第五章 散射中心参数提取在RCS频率外推中的应用

5.1 概述

5.2 基于散射中心参数的RCS数据拟合与外推

5.3 本章小结

第六章 总结与展望

6.1 本文的主要研究内容

6.2 下一步工作与展望

致谢

参考文献

攻读硕士学位期间取得的学术成果