散射中心

摘要： 随着同步技术和高性能计算的发展,双/多基地雷达的“四抗”优势逐渐得以实现,双/多基地雷达成为当今雷达领域关注的焦点。雷达目标的双基地散射截面积(RCS)、双基地散射中心、双基地极化等特性与目标单基地散射特性相比,具有显著的差异。只有深刻理解雷达目标双基地散射特性才能充分挖掘双/多基地雷达在目标检测、特征提取与识别方面的潜力。因此,雷达目标双基地散射特性是一个亟需深入研究的方向。论文总结了雷达目标双基地散射特性研究的最新成果,为后续研究提供一定的借鉴。

摘要： 复杂流线型目标通常包含多个滑动型散射中心(sliding scattering center,SSC)。由于SSC位置随观测方位变化而改变,采用现有的散射中心建模方法所获得的SSC属性参数精度受到雷达图像分辨率、多散射中心图像混叠和参数估计精度的限制。本文提出一种基于表面电流相位特性的散射中心建模方法。该方法基于全波法计算的稀疏采样角度下的表面等效电流数据,通过驻相点自适应提取、电流分区,实现目标散射中心的参数化建模。驻相点自适应提取可以精确确定散射中心位置,电流分区计算可以避免多散射中心成分混叠造成的参数提取困难,从而保证了散射中心的建模精度。本文以某导弹和飞机模型为例,采用全波法和传统方法建模计算结果对使用该方法建模的效率和精度进行了验证。

摘要： 针对微动参数的高精度快速估计问题,该文提出一种基于几何绕射(GTD)模型和改进矩阵束的超宽带(UWB)散射中心提取算法,可实现散射中心径向距离、类型参数及散射强度的同时估计。该方法将超宽带条件下的目标GTD散射模型转化为状态空间方程,利用奇异值分解将汉克尔矩阵中的噪声分量去除,对降秩的汉克尔矩阵做广义特征值分解,利用单个脉冲内最强的若干散射点构造回波估计,进而获得径向距离的估计;在准确估计距离参数的条件下,对模型参数解耦,使得类型参数与其他参数分离,通过最小二乘算法和搜索算法获得类型参数的估计;最后基于最小二乘法估计出散射中心的散射强度。仿真结果表明,改进的矩阵束方法在低信噪比(SNR)下具有好的鲁棒性,可快速且高精度地提取目标微动距离、类型参数和散射强度等信息。

摘要： 极化干涉合成孔径雷达(PolInSAR)在城市遥感领域中扮演着重要角色。它能够提高图像的相干性并提高反演结果的精度,所以对于其散射机制的解释往往受到许多研究人员的关注。相关的研究多从极化分解的角度考虑,却少有人从散射中心高度方面进行分析。本文使用Ku波段无人机载极化干涉SAR系统,实现了使用无人机SAR系统对地面进行成像,比较了极化干涉最优分解与Pauli分解作用在不同人造目标时散射中心的关系。我们初步分析了极化干涉SAR的物理意义,并使用C波段的机载极化干涉SAR系统对结论进行验证。

摘要： 合成孔径雷达(synthetic aperture radar,SAR)图像包含了复杂目标重要的电磁散射特性,图像中的散射中心可以提供目标结构和散射点位置等重要的目标几何信息。定量分析SAR图像中散射中心分布和形成机理在目标探测和识别领域具有重要的理论意义和应用价值。选取典型复杂目标(航母和战车),正向构建了目标散射中心参数化模型。在此基础上,对目标SAR图像中轮廓的形成机理和图像稳定性开展了定量分析,建立了图像中散射中心与散射部件间的良好映射关系,揭示了散射中心的形成机理,进一步分析了目标上随姿态稳定的散射中心与目标局部几何结构之间的联系。此外,针对实际应用中目标几何模型非理想光滑的情形,研究了目标表面几何粗糙对SAR图像的影响,目标表面合适的粗糙程度可以改进仿真图像的结果,形成更加清晰的目标轮廓,但若粗糙程度过大则难以客观反映实际模型的电磁特性。将所构建的散射中心模型与实测数据进行了比对,结果吻合良好。

摘要： 针对传统靶标不能反映真实目标的多散射中心所导致的角闪烁效应,难以满足高分辨雷达的试验鉴定需求的问题,开展了高分辨雷达目标电磁散射特性复现方法研究,构建了基于散射中心理论的等效物理模型,实现了基于盖氏圆盘算法、矩阵束算法和最小二乘法提取散射中心个数、类型、空间位置和幅度,设计了模拟靶标复现方案。以某目标模型为例设计等效模型靶标,并进行加工与暗室测试,验证了该方法对雷达制导武器靶标建设有指导意义。

摘要： 双基地雷达观测下,锥体目标的微动特征可以由顶部局部型散射中心,底面边缘滑动型散射中心和侧面滑动型散射中心的微多普勒来表述.首先,本文建立了三种类型双基地散射中心的微多普勒统一参数化模型;然后,提出滑动系数概念,即采用参数化模型两个参数的比值来定量评价散射中心的滑动特性,从而判别锥体目标上散射中心的类型;最后,通过电磁仿真验证了该参数化模型的准确性以及散射中心类型判别方法的可靠性,对锥体目标识别具有重要意义.

摘要： 基于几何绕射理论(geometrical theory of diffraction,GTD)的散射中心信号模型可以精确描述隐身目标电磁散射特性,将总体最小二乘-旋转矢量不变技术(total least squares-estimating signal parameter via rotational in-variance techniques,TLS-ESPRIT)算法引入此模型中,为散射中心提取提供了超分辨率算法.针对TLS-ESPRIT算法在低信噪比条件下估计精度不高的问题,引入Hankel矩阵改进TLS-ESPRIT算法对回波数据处理的过程,改进后的算法提高了在低信噪比情况下对散射中心参数估计的精度,具有更好的噪声鲁棒性.在对目标的识别以及雷达散射截面(radar cross section,RCS)重构方面具有重要意义.

摘要： 针对低信噪比条件下,传统的基于旋转不变技术的三维信号参数估计(three-dimensional estimating signal parameter via rotational invariance techniques,3D-ESPRIT)算法和平方前后向平滑的3D-ESPRIT(quadratic-forward-backward 3D-ESPRIT,Q-FB-3D-ESPRIT)算法对几何绕射理论(geometric theory of diffraction,GTD)模型参数估计精度显著降低的问题,提出改进的极化Q-FB-3D-ESPRIT(polarized-Q-FB-3D-ESPRIT,PQ-FB-3D-ESPRIT)算法.改进算法与上述两种传统算法相比,增加了对目标极化信息的利用,有效延长了可利用电磁散射数据的长度.仿真结果表明,改进算法的参数估计精度要高于其他两种算法,且在低信噪比情况下尤为显著.此外,还对基于散射中心模型的雷达目标识别进行了研究,仿真结果进一步验证了所提算法的可行性.

摘要： 针对同传感器视角下的空天目标光电特征融合问题,提出一种综合利用散射中心参数及轮廓角点特征的目标三维结构反演方法.首先,基于正交匹配追踪(orthogonal matching pursuit,OMP)算法估计出序列雷达图像中的二维散射中心特征,并利用Freeman链码提取连续可见光图像的角点特征.然后,基于图论思想分别对雷达及可见光图像中的二维特征点进行关联.最后,通过特征点三维重构来实现散射中心特征与光学角点特征之间的融合,从而反演出较单源特征更为丰富准确的目标结构信息.仿真试验结果验证了所提方法的有效性.

摘要： 散射中心提取是雷达目标特性研究中的关键内容,滑动型散射中心的提取尤其重要.本文提出一种基于典型体散射中心参数化模型的提取方法,通过二次Hough变换得到散射中心的位置和滑动半径参数,在此基础上得到散射中心在雷达视线上的距离,并从一维距离像历程图中获取有用的信息,进而估算出散射中心的尺寸参数,并对散射中心进行信号重建.在此方法既能解决点散射中心的提取问题,又能很好地解决滑动型散射中心的提取问题.仿真实例采用了Slicy模型,不仅验证了该方法的正确性,而且证明了重建模型在散射特性分析、数据重建方面的适用性.

摘要： 针对复杂的海面背景,将基于散射中心的舰船目标仿真模型应用于线性调频(LFM)雷达回波仿真中.为了直观,建立的模型为具有舰船形状的一组散射点,对目标回波进行仿真,同时对杂波、噪声进行了仿真.该回波模拟方法不仅流程清晰、完整,而且仿真场景复杂,回波结果逼真度好.最后用MATLAB仿真分析了舰船的LFM雷达回波及其一维距离像,并进一步采用距离多普勒(RD)算法对逆合成孔径雷达(ISAR)成像进行了仿真,结果均验证了回波模型的正确性.

摘要： 采用近场校正成像处理技术获取目标散射分布图像，并通过分析目标雷达散射图像与目标散射中心之间关系，提出基于近场成像方式目标散射中心提取技术，从而可建立目标强散射中心模型，二维、三维仿真成像数据均验证了该方法的正确性和可行性.

摘要： 本文通过分析GTD模型得到了在窄带雷达情况下目标散射中心的近似模型,分析了窄带情况下表征频率依从关系的离散几何参数与信号模型极点实部的对应关系,并利用Matrix Pencil算法实现了对上面各模型参数的提取.通过对某线性调频脉冲压缩雷达的实测数据和模拟数据分析,验证了模型和算法的有效性,提高了卫星和导弹飞行试验数据处理的精度.

摘要： 本文研究了空间机动目标散射中心的三维重构方法,针对现有三维成像方法无法分辨在同一距离和方位单元中多个散射中心的问题,提出了一种基于因子分解法的目标三维散射中心重构方法.首先对二维逆合成孔径雷达(ISAR)图像序列分别进行方位向(横向)和距离向(纵向)定标,然后通过因子分解法处理得到目标三维散射中心分布图像.仿真结果表明了该方法的有效性.

摘要： 本文用旋转体-矩量法(BOR-MoM)计算了埋地金属地雷(以M20反坦克地雷为例)和同大小的介质地雷的时域和频域响应。根据时域回波,把埋地地雷的散射等效为地雷上几个散射中心的散射叠加,并由散射中心沿电磁波传输方向上的距离计算了埋地地雷RCS曲线上的凹点位置,为埋地地雷的检测识别奠定了基础。

摘要： 本文根据旋转目标微波成像原理[1]，提出了一种复杂飞行器目标的多点源散射模型。通过理论仿真和实验测量。进行目标二维成像，并进行散射中心的提取[2]、分离和点频RCS数据重构。当照射波相对频带宽较小，在一定的目标姿态角变化范围内，复杂目标的散射中心可以用多个点源散射体来表征，整个目标的散射特性可以由各个散射中心矢量迭加而得到。rn 重构RCS数据与测量数据的比对结果说明，本文所建立的目标多散射源数学模型是合理的.

摘要： 本文利用雷达目标散射点位置相对慢变这一特性,结合初级几何理论,利用遗传算法提取低维稳健特征,提出了一种基于散射点相对距离比例的特征提取方法。仿真实验表明,该特征在大量降低特征向量维数的同时,取得了与一维距离像相当的识别结果。

摘要： 本文利用雷达目标散射点位置相对慢变这一特性,结合初级几何理论,利用遗传算法提取低维稳健特征,提出了一种基于散射点相对距离比例的特征提取方法。仿真实验表明,该特征在大量降低特征向量维数的同时,取得了与一维距离像相当的识别结果。

摘要： 本文利用雷达目标散射点位置相对慢变这一特性,结合初级几何理论,利用遗传算法提取低维稳健特征,提出了一种基于散射点相对距离比例的特征提取方法。仿真实验表明,该特征在大量降低特征向量维数的同时,取得了与一维距离像相当的识别结果。

摘要： 针对超低空目标与海面背景复合多路径散射问题，本发明提供一种基于极化散射中心的多径散射特征分类方法，实现复合散射背景下的目标散射特征识别。该方法实现过程分为三步：一是超低空目标与海面复合散射数据的极化散射中心提取，包括散射中心复数幅值与位置；二是极化散射中心二维散射矩阵的极化分解与散射体类型鉴别；三是极化散射中心分布位置的多路径分析及散射中心分类。本发明的超低空目标与海面复合散射特征识别方法，能够在复杂多路径干扰下识别出目标散射中心与位置，滤除背景多径杂波干扰，有效解决当前目标与环境复合散射场景下的目标跟踪与识别难题，为提升目标的探测与识别精度提供可行的途径。

摘要： 本发明公开了双向反射分布函数和散射中心的复合散射联合计算方法，实现超电大尺寸复合场景的散射回波的快速高效计算以及SAR图像仿真；本发明将复合场景的回波分为三部分，采用属性散射中心(ASC)拟合独立目标的散射回波；用基于BRDF的面元模型(BRDF‑FBM)拟合粗糙背景的散射回波；用四路径模型拟合目标与背景的多次散射分量；本发明使用了参数化模型，将复杂的散射回波积分运算用简单的数学代数式表示，其中参数式的未知量由遗传算法(GA)估计获得。该方法大大提高了计算效率，相比于多层快速多极子算法(MLFMM)运算速度提高了数万倍，同时RCS误差小于4db。本发明解决了超电大复合目标散射及成像的快速计算难题。

摘要： 本发明涉及RCS测试技术领域，尤其涉及基于散射中心空间滤波的低散射部件RCS测试方法及载体。该方法的一具体实施例包括：获取待测部组合体的RCS数据，对该RCS数据进行二维成像处理，得到所述待测部组合体的所有散射中心；依据低散射部件和载体的空间位置信息对所述所有散射中心进行过滤，得到所述低散射部件的散射中心；基于所述低散射部件的散射中心进行RCS重构，获取所述低散射部件的RCS数据；其中，所述待测组合体为将低散射部件加载到载体上形成的组合体。本发明能够消除载体回波对低散射部件的测试影响，降低低散射部件的载体的设计难度，实现提高测试精度、降低测试成本的目的。

摘要： 本发明公开了一种三维GTD散射中心模型的散射中心点的研究方法，包括以下步骤，S1：基于雷达目标后向电磁数据构建Hankel矩阵，得到原目标回波数据矩阵Xx；S2：定义大小为PQL×PQL的置换矩阵J，得到目标回波数据共轭数据信息的矩阵Econj；S3：将步骤S2中得到的矩阵Econj及原目标回波数据矩阵Xx的自相关矩阵进行相加，并作取平均处理，得到一个过程协方差矩阵R，S4：令最终总协方差矩阵R1＝RRH＝R2；S5：利用经典3D‑ESPRIT算法对矩阵R1进行处理，即可得到三维GTD散射中心模型中的各个参数。本发明中的方法可提高对目标原始回波数据的利用率并增大信号特征值与噪声特征值之间差距，等效为增大信噪比，从而提高了散射中心的分辨率。

摘要： 本发明公开了双向反射分布函数和散射中心的复合散射联合计算方法，实现超电大尺寸复合场景的散射回波的快速高效计算以及SAR图像仿真；本发明将复合场景的回波分为三部分，采用属性散射中心(ASC)拟合独立目标的散射回波；用基于BRDF的面元模型(BRDF‑FBM)拟合粗糙背景的散射回波；用四路径模型拟合目标与背景的多次散射分量；本发明使用了参数化模型，将复杂的散射回波积分运算用简单的数学代数式表示，其中参数式的未知量由遗传算法(GA)估计获得。该方法大大提高了计算效率，相比于多层快速多极子算法(MLFMM)运算速度提高了数万倍，同时RCS误差小于4db。本发明解决了超电大复合目标散射及成像的快速计算难题。

摘要： 针对超低空目标与海面背景复合多路径散射问题，本发明提供一种基于极化散射中心的多径散射特征分类方法，实现复合散射背景下的目标散射特征识别。该方法实现过程分为三步：一是超低空目标与海面复合散射数据的极化散射中心提取，包括散射中心复数幅值与位置；二是极化散射中心二维散射矩阵的极化分解与散射体类型鉴别；三是极化散射中心分布位置的多路径分析及散射中心分类。本发明的超低空目标与海面复合散射特征识别方法，能够在复杂多路径干扰下识别出目标散射中心与位置，滤除背景多径杂波干扰，有效解决当前目标与环境复合散射场景下的目标跟踪与识别难题，为提升目标的探测与识别精度提供可行的途径。

摘要： 本发明涉及RCS测试技术领域，尤其涉及基于散射中心空间滤波的低散射部件RCS测试方法及载体。该方法的一具体实施例包括：获取待测部组合体的RCS数据，对该RCS数据进行二维成像处理，得到所述待测部组合体的所有散射中心；依据低散射部件和载体的空间位置信息对所述所有散射中心进行过滤，得到所述低散射部件的散射中心；基于所述低散射部件的散射中心进行RCS重构，获取所述低散射部件的RCS数据；其中，所述待测组合体为将低散射部件加载到载体上形成的组合体。本发明能够消除载体回波对低散射部件的测试影响，降低低散射部件的载体的设计难度，实现提高测试精度、降低测试成本的目的。

摘要： 本发明公开了一种双层迭代的图像域目标三维散射中心位置的提取方法，该方法包含：S1、对目标散射建模并进行第一层迭代分别得到目标频域散射的距离向、方位向和俯仰向的一维成像的散射中心位置；S2、将S1的数据组合为目标三维散射中心候选位置，基于目标三维散射中心候选位置进行第二层迭代得到目标三维散射中心位置。其优点是：该方法基于目标频域散射的距离向、方位向和俯仰向的一维成像的散射中心位置得到目标三维散射中心候选位置，进而基于目标三维散射中心候选位置进行第二层迭代得到目标三维散射中心位置，既实现了对目标散射中心位置的提取精度，又显著降低了目标整体三维成像的存储量，提高了散射中心位置估计效率。

摘要： 本发明涉及一种微粗糙目标的散射中心参数反演方法及装置，用于解决现有参数化模型无法准确表征微粗糙目标的电磁散射特性及反演特征参数的问题。一具体实施方式包括：微粗糙表面目标GTD模型的解析形式构建；基于微粗糙表面GTD模型构建稀疏表达式；设置双正交匹配追踪门限；初始化参数；更新迭代次数；稀疏基正交化；稀疏基归一化；计算元素索引；更新索引矩阵和支撑集矩阵；估计稀疏系数向量；更新残差向量；判断是否满足收敛条件；输出索引矩阵和稀疏系数向量。本发明能够准确估计微粗糙目标的散射中心的GTD模型参数及粗糙度参数，适用于微粗糙目标特征提取，还可以应用于微粗糙目标的基本结构反演与自动识别。

摘要： 本发明涉及一种散射中心距离向位置求解方法和装置，该方法的一个具体实施方式包括：获取目标的第一散射数据和第二散射数据，进而生成第一特定图像和第二特定图像；从第一特定图像中提取多个散射中心的初始参数；依据提取的任一散射中心的初始方位向位置数据和初始距离向位置数据，将第二特定图像中相应位置的像素值确定为该散射中心的第二复幅度；使用任一散射中心的第一复幅度、第二复幅度以及该散射中心的初始距离向位置数据确定该散射中心的距离向微调数据，结合该散射中心的距离向微调数据和初始距离向位置数据得到该散射中心的精确距离向位置数据。该实施方式能够解决现有技术中散射中心距离向位置参数难以精确估计提取的问题。