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考虑时间因子的激光引信目标散射回波建模方法

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探测与控制学报 2015年第4期37卷 11-15,19页

作者：于海山任宏光霍力君梅浩张京国中国空空导弹研究院河南洛阳471009

针对激光引信目标散射回波建模存在信息利用不完善的问题,提出了一种考虑时间因子的目标散射回波建模方法。该方法采用功率的实测值对引信视场内的光照度分布进行了拟合计算,并引入了目标不同位置处面元光程差对回波脉冲幅度和宽度的调... 详细信息

针对激光引信目标散射回波建模存在信息利用不完善的问题,提出了一种考虑时间因子的目标散射回波建模方法。该方法采用功率的实测值对引信视场内的光照度分布进行了拟合计算,并引入了目标不同位置处面元光程差对回波脉冲幅度和宽度的调制效应,研究了激光引信的发射光束与基于光照度的面元散射回波建模原理,在此基础上建立了激光引信目标散射回波的仿真模型。采用该模型计算了正迎头、正尾追及侧迎头交会条件下目标的散射回波。仿真结果表明,目标散射回波随弹目交会参数的变化差异显著,不同弹道的目标散射回波幅值差异可达1~2个数量级。采用该方法可模拟弹目相对位置变化时目标散射回波的时域特征,可用于弹目交会时激光引信回波的数字仿真实验,也可为引信目标识别算法参数的设计与验证提供一定参考。

关键词：激光引信散射回波时间因子双向反射分布函数

下视雷达对海杂波中船目标监测的散射回波数值模拟

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科学通报 2002年第16期47卷 1211-1216页

作者：金亚秋李中新复旦大学波散射与遥感中心信息科学与工程学院上海200433

用广义前后向迭代方法（generalized forward backward method, GFBM）与谱加速算法（spectrumacceleration algorithm, SAA）结合的快速迭代数值方法求解导体粗糙表面散射的磁场积分方程（MFIE）.对于用 Monte Carlo法产生的一维Pierson-Moskowitz谱粗糙导体海面与船体目标,数值模拟了下视雷达对海杂波环境中船目标监测时双站与后向散射回波,给出随雷达下视入射角观测条件变化时的海杂波与目标回波、及其与环境和目标各特征参数关系的模拟,提出下视雷达回波接收功率对应目标与海面各区域后向散射系数的雷达方程计算,为海杂波环境中船目标的监测与截获、主动与半主动导引提供一种数值仿真的方法.

关键词：下视雷达船目标监测散射回波数值模拟快速计算海面杂波雷达观测广义前后向迭代方法谱加速算法

基于空间监视雷达散射回波的电离层电子密度探测方法

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装备环境工程 2017年第7期14卷 24-28页

作者：丁宗华代连东许正文吴健杨嵩中国电波传播研究所山东青岛266107 电波环境特性及模化技术重点实验室山东青岛266107

目的提高空间监视雷达的电离层电波环境适应性。方法 VHF-L波段大功率雷达信号经过电离层传播时会发生非相干散射,散射回波中包含电离层信息。结合雷达方程和电离层目标特征,基于电离层非相干散射原理,理论分析空间监视雷达用于电离层... 详细信息

目的提高空间监视雷达的电离层电波环境适应性。方法 VHF-L波段大功率雷达信号经过电离层传播时会发生非相干散射,散射回波中包含电离层信息。结合雷达方程和电离层目标特征,基于电离层非相干散射原理,理论分析空间监视雷达用于电离层电子密度非相干散射探测的条件(包括雷达参数设置和波束扫描方式),给出电离层回波功率、自相关函数和电子密度表达式,利用Matlab编程对某大功率空间监视雷达原始数据处理得到电离层散射回波及电子密度。结果给出了空间监视雷达用于电离层电子密度非相干散射探测的基本条件,实测数据发现电离层回波和电子密度符合电离层变化特征。结论利用VHF-L波段大功率雷达空间散射回波探测电离层电子密度是可行的,为空间监视雷达电离层环境感知与传播自适应修正提供了一种可能的新途径。

关键词：雷达散射回波电离层电子密度非相干散射

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半球头圆柱壳散射回波频域特征分析及提取

半球头圆柱壳散射回波频域特征分析及提取

2021年浙黑苏鲁沪渝四省二市声学技术学术会议

作者：王集李秀坤哈尔滨工程大学水声技术重点实验室海洋信息获取与安全工信部重点实验室(哈尔滨工程大学)工业和信息化部哈尔滨工程大学水声工程学院

依据亮点模型,半球头圆柱壳散射回波中各子回波时延和幅度因子规律性差,使用傅里叶变换讨论其频谱特征时存在计算上的困难。针对这一问题,本文讨论了半球头圆柱壳散射回波功率谱特征,说明了散射回波功率谱中一部分谱峰和谱谷由回波分量... 详细信息

依据亮点模型,半球头圆柱壳散射回波中各子回波时延和幅度因子规律性差,使用傅里叶变换讨论其频谱特征时存在计算上的困难。针对这一问题,本文讨论了半球头圆柱壳散射回波功率谱特征,说明了散射回波功率谱中一部分谱峰和谱谷由回波分量的时延因子导致,并给出了亮点模型的时延、幅度和相移因子与谱峰和谱谷分布的关系。利用此关系,文章给出了使用谱估计技术估计时延参数的方法。水池实验验证了本文的分析。

关键词：亮点模型散射回波谱特征时延估计

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利用迭代时间反转技术增强散射回波研究

利用迭代时间反转技术增强散射回波研究

中国声学学会2007年青年学术会议

作者：李云飞杨坤德西北工业大学航海学院声学工程研究所西北工业大学航海学院声学工程研究所

＜正＞1 引言物体弱回波信号由于受到强混响和环境噪声的影响,检测非常困难,时间反转镜技术抑制混响效果明显,使得检测弱目标信号成为可能。时间反转镜技术利用互易性原理、静态介质中的波传播特性以及线性波动方程的时反不变性,将声能... 详细信息

＜正＞1 引言物体弱回波信号由于受到强混响和环境噪声的影响,检测非常困难,时间反转镜技术抑制混响效果明显,使得检测弱目标信号成为可能。时间反转镜技术利用互易性原理、静态介质中的波传播特性以及线性波动方程的时反不变性,将声能量在空间和时间上自然地进行聚焦,抑制聚焦位置周围的混响,为创新水声装备提供了崭新的物理基础。

关键词：声纳探测单个阵元宽带信号散射回波

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脉冲激光照射下粗糙海面跨介质回波特性研究

脉冲激光照射下粗糙海面跨介质回波特性研究

作者：王得鑫哈尔滨工业大学

学位级别：硕士

现如今,海洋在全球的经济、社会、生态文明等方方面面的地位日渐突出,开发海洋资源、发展海洋技术、巩固领海国防成为我国成为海洋强国所必须坚定的道路。作为海洋发展技术的“眼睛”,在海洋信号传输领域,激光雷达相较于传统的声纳、无... 详细信息

现如今,海洋在全球的经济、社会、生态文明等方方面面的地位日渐突出,开发海洋资源、发展海洋技术、巩固领海国防成为我国成为海洋强国所必须坚定的道路。作为海洋发展技术的“眼睛”,在海洋信号传输领域,激光雷达相较于传统的声纳、无线电等技术,有着经济性好、保密性好、抗干扰性好等优势,这使得激光雷达在军事、商业、渔业等领域受到重视。根据激光雷达的搭载位置,分为陆基、机载、星载,综合考虑保密性、灵活性、技术难度等方面的因素,相比于通过陆基台站或通讯卫星发射和接收激光,机载的方式有着诸多优势,有着广阔的发展前景。加之高斯光束是最常使用的激光类型,故而研究高斯光束在随机粗糙海面的跨介质传输特性具有十分重要的意义。因此,本文构建海面功率谱模型,通过快速傅里叶变换加快计算效率,通过奈奎斯特采样定理进行离散间隔的划分。采用蒙特卡罗方法,构建机载激光雷达发射的高斯光束模型。构建复杂粗糙海面跨介质反射模型、复杂粗糙海面跨介质透射模型。构建二维和三维随机粗糙海面,针对海面风速、风向角和海域面积三个参数,分别讨论其对构建三维粗糙海面的影响。得到风速和风向角是主要影响因素。之后构建高斯光束,进行辐射功率无关性验证,对于边长为100m,离散间隔为0.1m的随机粗糙海面,选择出满足准确度又兼顾运算速度的最佳光子数为1×10个。提出运用高斯分布回归模型的中心光强、光斑半径、光斑偏心距、偏心光强四个参数探究标准平静海面跨介质传输特性,对其散射回波廓线和透射传输廓线进行研究。探究入射天顶角、海面风速、海面风向角对水上散射回波廓线、水下传输透射廓线的影响:观察并分析光斑形貌的变化与特征,绘制并探究高度-中心光强曲线、高度-光斑半径曲线、高度-光斑偏心距曲线、高度-偏心光强曲线,探究天顶角、风速、风向角对散射廓线和透射廓线的影响。得到散射回波时:入射天顶角和光斑半径、光斑偏心距呈负相关;海面风速和中心光强呈负相关,海面风速和光斑半径呈正相关;海面风向角与中心光强、光斑偏心距呈负相关。透射传输时:入射天顶角与中心光强呈负相关,入射天顶角与光斑半径呈正相关;海面风速与中心光强、光斑半径呈负相关;入射天顶角和海面风速是影响高斯光束粗糙海面跨介质透射的重要影响因素。探究海面风速、海面风向角、不同水上高度对粗糙海面跨介质回波特性的影响:绘制并探究不同风速、不同风向角、不同高度下的时间-中心光强曲线,探究风速、风向角对脉冲激光雷达跨介质回波特性的影响。得到:海面风速不变,散射回波水上高度越大,中心光强越小;散射回波水上高度不变,海面风速越大,中心光强越小。

关键词：激光雷达海面跨介质传输随机粗糙海面蒙特卡罗方法散射回波

同方学位论文库评论

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时间反转处理用于掩埋目标检测

声学学报 2008年第6期33卷 542-547页

作者：阎丽明李建龙潘翔赵航芳祝恒年浙江大学信息与电子工程系杭州310027 杭州应用声学研究所杭州310012

研究了有PS(Probe Source)源发-收时间反转在强混响背景下对掩埋目标的检验问题。所提出的发-收互动时反处理是:在目标处放一个PS声源产生引导信号,SRA(source Receiver Array)接收引导信号,并对接收到的信号做物理时反(即多路径补偿反... 详细信息

研究了有PS(Probe Source)源发-收时间反转在强混响背景下对掩埋目标的检验问题。所提出的发-收互动时反处理是:在目标处放一个PS声源产生引导信号,SRA(source Receiver Array)接收引导信号,并对接收到的信号做物理时反(即多路径补偿反波束形成),将声能聚焦在目标位置处,对SRA接收到的目标散射回波做与发射聚焦互动的接收聚焦(即多路径补偿波束形成),得到聚焦后的目标回波,实现发-收互动的聚焦。并对常规BS(Broadside)发射检测(没有时间反转)和时间反转检测两种方法各自的性能进行了比较。实验室波导掩埋目标实验数据处理验证了理论分析的结论,并证明时间反转检测比常规BS发射检测可得到更大的信混比,从而提高了掩埋目标的检测概率。

关键词：目标检测时间反转掩埋实验数据处理波束形成检验问题目标位置散射回波

基于散射目标回波的杂波抑制及动目标检测技术

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基于散射目标回波的杂波抑制及动目标检测技术

作者：刘梦瑶电子科技大学

学位级别：硕士

现代战争有着复杂多变的战场环境,而且随着反辐射导弹和隐身飞机等新式武器的发明,现代雷达面临着巨大的挑战。回波中的强杂波会对系统目标检测性能产生影响,散射回波系统接收到的杂波强度大,分布广并且呈现强烈的非均匀性。全维的空时... 详细信息

现代战争有着复杂多变的战场环境,而且随着反辐射导弹和隐身飞机等新式武器的发明,现代雷达面临着巨大的挑战。回波中的强杂波会对系统目标检测性能产生影响,散射回波系统接收到的杂波强度大,分布广并且呈现强烈的非均匀性。全维的空时自适应处理技术(STAP)在理想情况下能有效抑制杂波,然而在实际场景中,不能获得足够的训练样本数,并且因为有着巨大的计算量不能满足系统实时性的要求,因此在实际工程中应用范围非常局限。本文从散射目标回波系统出发,在STAP的基础上寻找适用于这种实际场景的杂波抑制办法,主要工作内容如下:1.首先介绍了散射回波系统的工作几何场景,然后从机载雷达空时信号采样原理出发,介绍了散射回波中杂波建模的具体过程,并重点分析了散射回波中杂波的特性,以及STAP技术的局限性,并提出了散射回波系统杂波抑制方法的选取办法,最后简要介绍了散射回波处理的系统流程。2.针对散射回波处理系统被动探测的工作原理,详细介绍了直达波干扰的产生原理以及强直达波干扰对系统性能的影响。介绍了基于最小二乘算法的扩展相消批处理算法的基本原理,并说明了分块算法能通过并行处理满足系统实时性处理要求,最后验证了具体场景下扩展相消批处理算法的有效性。3.针对STAP技术应用到实际场景中的困难,本文采用了基于AR模型的参数化杂波自适应抑制算法,然后详细介绍了杂波的AR模型建模原理以及AR模型中的参数估计方法,然后介绍了参数化匹配滤波器的基本结构和工作原理,并针对系统具体工作场景,分析了杂波抑制算法的性能。4.分析了在非均匀杂波环境下,训练数据不足造成自适应匹配滤波算法抑制杂波性能下降的问题。本文将收发平台运动参数以及工作参数等先验信息用来重构杂波,能较好的模拟真实杂波协方差矩阵,后续基于此的自适应算法也能取得不错的性能,证明了当训练数据不足且对系统实时性要求较高的环境下这种方法的优越性。

关键词：散射回波杂波建模直达波抑制参数化杂波杂波重构

同方学位论文库评论

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水下复合材料舵的声散射特性仿真研究

应用科技 2018年第5期45卷 10-15页

作者：宋沨李威华中科技大学船舶与海洋工程学院湖北武汉430074 高新船舶与深海开发装备协同创新中心上海200240

为了研究复合材料对舵结构的声散射特性的影响,采用结合自动匹配层技术的声学有限元法,利用LMS Virtual Lab声学计算软件,以钢质舵模型为原始参照,对水下复合材料舵结构的声散射特性进行求解及对比分析。计算内容为2种舵结构模型的正横... 详细信息

为了研究复合材料对舵结构的声散射特性的影响,采用结合自动匹配层技术的声学有限元法,利用LMS Virtual Lab声学计算软件,以钢质舵模型为原始参照,对水下复合材料舵结构的声散射特性进行求解及对比分析。计算内容为2种舵结构模型的正横目标强度、不同角度入射时的近场散射声压以及水平面内周向的声散射目标强度指向性。结果表明,在中高频段内复合材料对目标强度的降低作用十分明显,并且其指向性目标强度数值也在大部分角度上低于钢质舵;另外,复合材料舵容易使声波透过并在入射前向形成强散射区,而钢质舵则更多的是背向的散射回波。

关键词：有限元法自动匹配层技术声散射舵结构复合材料声压目标强度散射回波