前向散射雷达回波特性及影响规律分析

1

作者 郑雨晴 艾小锋 +2 位作者 徐志明 赵锋 谢晓霞 《电波科学学报》 北大核心 2025年第3期567-578,共12页

前向散射雷达(forward scatter radar,FSR)在低、慢、小目标探测中发挥着重大作用,研究目标穿越前向散射区时的回波特性具有重要意义。本文在近场发射近场接收条件下,针对菲涅尔-基尔霍夫衍射模型对目标实际散射场及总场的表征能力进行... 前向散射雷达(forward scatter radar,FSR)在低、慢、小目标探测中发挥着重大作用,研究目标穿越前向散射区时的回波特性具有重要意义。本文在近场发射近场接收条件下,针对菲涅尔-基尔霍夫衍射模型对目标实际散射场及总场的表征能力进行了分析,结果表明该模型仅在正前向很小的角度范围内有效,当目标处于第一菲涅尔区外时,由于目标表面感应电流产生的散射场增大,仅考虑衍射模型已不能准确反映总场及散射场的变化,还需考虑目标反射。以矩形平板目标为例,仿真分析了目标尺寸、运动参数和穿越基线位置对前向散射回波的影响规律,并通过暗室测量进行了验证。研究结论对FSR的实际应用具有理论指导作用。 展开更多

关键词 双基地雷达(BR) 前向散射雷达(FSR) 回波特性 衍射模型(DM) 电磁计算(EMC) 暗室测量

在线阅读 下载PDF 职称材料

以全球导航卫星系统为辐射源的前向散射雷达发展综述 被引量：1

2

作者 郑雨晴 艾小锋 +2 位作者 王满喜 徐志明 肖顺平 《电子与信息学报》 EI CAS CSCD 北大核心 2024年第8期3073-3093,共21页

前向散射雷达(FSR)可获得高水平雷达截面积(RCS)的特性使其在反隐身中占据重要地位。利用全球导航卫星系统(GNSS)作为辐射源,具有全天时全天候全地域覆盖的优势,通过部署多个接收节点可构建地面/海上/空中目标监视网络。该文针对基于GNS... 前向散射雷达(FSR)可获得高水平雷达截面积(RCS)的特性使其在反隐身中占据重要地位。利用全球导航卫星系统(GNSS)作为辐射源,具有全天时全天候全地域覆盖的优势,通过部署多个接收节点可构建地面/海上/空中目标监视网络。该文针对基于GNSS的FSR发展现状,从目标检测、目标参数估计、阴影逆合成孔径雷达(SISAR)成像及目标分类识别等方面对关键技术和现存问题进行概述,并从组网探测、多目标定位、布站优化和极化信息获取等方面对基于GNSS的FSR发展趋势提出展望。 展开更多

关键词 前向散射雷达 GNSS 信号建模 目标检测 参数估计 侧影成像 目标识别

在线阅读 下载PDF 职称材料

双基地前向散射雷达探测与成像 被引量：13

3

作者 胡程 刘长江 曾涛 《雷达学报（中英文）》 CSCD 2016年第3期229-243,共15页

前向散射雷达(Forward Scatter Radar,FSR)作为一种特殊的双基地雷达,可以利用目标在穿越收发机之间基线的运动而形成的前向散射信号进行探测、成像与识别。由于前向散射效应对提高目标雷达截面积具有重要意义,因此,前向散射雷达在反隐... 前向散射雷达(Forward Scatter Radar,FSR)作为一种特殊的双基地雷达,可以利用目标在穿越收发机之间基线的运动而形成的前向散射信号进行探测、成像与识别。由于前向散射效应对提高目标雷达截面积具有重要意义,因此,前向散射雷达在反隐身探测方面具有显著的优势。文章首先综述了前向散射雷达截面积、前向散射雷达目标探测及阴影逆合成孔径雷达(Shadow Inverse Synthetic Aperture Radar,SISAR)成像的国内外研究现状,重点分析了前向散射杂波的统计特性、高精度参数估计与多目标分辨等关键难题;在此基础上详细介绍了前向散射雷达探测和SISAR成像研究的最新理论和实验进展,首次给出了基于北斗导航卫星的民航客机前向散射探测实验结果;最后,对前向散射雷达探测和成像的研究前景和发展趋势进行了展望,为隐身目标的探测与识别研究提供一种新的技术手段。 展开更多

关键词 双基地 前向散射雷达 雷达截面积 目标探测 SISAR成像

在线阅读 下载PDF 职称材料

双基地前向散射雷达杂波分析与模拟方法 被引量：7

4

作者 胡程 刘长江 +1 位作者 曾涛 周超 《信号处理》 CSCD 北大核心 2013年第3期293-303,共11页

雷达杂波的统计特性研究与仿真模拟对雷达系统的设计、仿真、开发有重要意义。文中通过对前向散射雷达地表植被杂波实测数据的处理,观察到前向散射雷达杂波的幅度分布特性可根据风速和动态范围的不同分别采用K分布和对数正态分布拟合;... 雷达杂波的统计特性研究与仿真模拟对雷达系统的设计、仿真、开发有重要意义。文中通过对前向散射雷达地表植被杂波实测数据的处理,观察到前向散射雷达杂波的幅度分布特性可根据风速和动态范围的不同分别采用K分布和对数正态分布拟合;同时杂波数据的谱分析结果表明可以采用全极点模型对前向散射雷达杂波建模。基于对杂波统计特性的分析,文中给出了一种SIRP法和ZMNL法相结合的前向散射雷达杂波模拟方法,模拟得到的杂波与实测杂波数据在统计特性上相一致,证实了模拟方法的有效性。 展开更多

关键词 前向散射雷达 K分布 全极点模型 杂波模拟

在线阅读 下载PDF 职称材料

一种精确的前向散射雷达三维目标跟踪方法 被引量：2

5

作者 胡程 孙鹭怡 +1 位作者 曾涛 周超 《北京理工大学学报》 EI CAS CSCD 北大核心 2012年第9期942-948,共7页

针对一般测量精度下初始状态估计误差大,导致滤波易发散的问题,提出了一种基于解析推导和Leven-berg-Marquardt算法的初始状态估计方法,能够在目标参数测量精度不高的情况下获得比较精确的初始值;针对滤波过程计算量太大、收敛速度慢的... 针对一般测量精度下初始状态估计误差大,导致滤波易发散的问题,提出了一种基于解析推导和Leven-berg-Marquardt算法的初始状态估计方法,能够在目标参数测量精度不高的情况下获得比较精确的初始值;针对滤波过程计算量太大、收敛速度慢的问题,结合精确的初始状态估计值和扩展卡尔曼滤波(EKF)实现了前向散射雷达三维目标的精确跟踪.通过仿真和比较分析表明,EKF算法跟踪精度高,收敛速度快,且计算量小. 展开更多

关键词 前向散射雷达 三维目标跟踪 初始状态估计 扩展卡尔曼(EKF) 滤波算法

在线阅读 下载PDF 职称材料

基于穿越时刻的前向散射雷达网目标参数估计 被引量：3

6

作者 郑雨晴 艾小锋 +2 位作者 徐志明 赵锋 杨勇 《系统工程与电子技术》 EI CSCD 北大核心 2023年第5期1323-1332,共10页

基于全球导航卫星系统(global navigation satellite system,GNSS)的外辐射源雷达是当前雷达界关注的热点。本文首先建立了以GNSS为辐射源的前向散射雷达(forward scatter radar,FSR)网模型,实现了仅利用目标穿越多个基线时刻来估计目... 基于全球导航卫星系统(global navigation satellite system,GNSS)的外辐射源雷达是当前雷达界关注的热点。本文首先建立了以GNSS为辐射源的前向散射雷达(forward scatter radar,FSR)网模型,实现了仅利用目标穿越多个基线时刻来估计目标运动参数,并从理论上证明了最小组网构型;然后推导了参数估计的精度,并通过仿真分析了穿越时刻误差、站址误差、发射/接收站布局、目标高度等对目标参数估计精度的影响。仿真结果表明,在考虑系统实际参数测量误差和站址误差条件下,目标位置估计误差可达百米量级,可以满足预警要求,所得结论对天发地收模式下FSR网系统构建具有参考意义。 展开更多

关键词 前向散射雷达 参数估计 穿越时刻 误差分析

在线阅读 下载PDF 职称材料

前向散射雷达海面目标探测信号建模与分析 被引量：2

7

作者 李文海 董锡超 胡程 《信号处理》 CSCD 北大核心 2019年第6期994-1001,共8页

无人装备的兴起对当前海上防御造成了重大挑战,传统雷达成本高、系统复杂;前向散射雷达(FSR)具有结构简单、功耗小、成本低等优点,通过组网可以实现对海面要地目标大范围的探测监视。海浪的起伏变化和多径干扰会对海面目标的回波特性产... 无人装备的兴起对当前海上防御造成了重大挑战,传统雷达成本高、系统复杂;前向散射雷达(FSR)具有结构简单、功耗小、成本低等优点,通过组网可以实现对海面要地目标大范围的探测监视。海浪的起伏变化和多径干扰会对海面目标的回波特性产生非常大的影响,本文分别给出了海浪起伏和多径干扰下目标的FSR回波信号模型,然后通过仿真实验对两种模型下目标的回波特性进行了比较,最终确定了多径干扰是低风速海浪下影响海面目标回波信号的最关键因素。 展开更多

关键词 前向散射雷达 海面目标 海浪 多径干扰

在线阅读 下载PDF 职称材料

双基地前向散射雷达机动目标跟踪 被引量：1

8

作者 王辉军 刘卫平 +1 位作者 曹运合 张守宏 《空军工程大学学报（自然科学版）》 CSCD 北大核心 2010年第4期37-41,94,共6页

为进行基于EKF(Extended Kalman Filter,EKF)的双基地前向散射雷达机动目标跟踪,基于双基地前向散射雷达(Bisktic forward scattering radars,BFSR)在其前向散射区探测隐身目标的能力明显优于单基地雷达的特点,建立常加速度和变加速度2... 为进行基于EKF(Extended Kalman Filter,EKF)的双基地前向散射雷达机动目标跟踪,基于双基地前向散射雷达(Bisktic forward scattering radars,BFSR)在其前向散射区探测隐身目标的能力明显优于单基地雷达的特点,建立常加速度和变加速度2种运动模型,使用扩展卡尔曼滤波进行目标跟踪保持,精确估计了运动目标参数(运动轨迹、速度、加速度),为该体制雷达成像、识别奠定了基础。并使用了高斯-牛顿迭代算法估计初值,提高了滤波的效率和准确性。通过对匀加速、变加速运动目标仿真,验证了提出模型和算法的有效性。 展开更多

关键词 EKF 机动目标 前向散射雷达

在线阅读 下载PDF 职称材料

双基地前向散射系统雷达截面(RCS)的研究 被引量：4

9

作者 朱敏 游志胜 聂健荪 《现代雷达》 CSCD 北大核心 2003年第1期12-14,共3页

研究了双基地前向散射系统中雷达截面 RCS的有关特点和计算方法。给出了如何使用

关键词 双基地前向散射雷达 雷达截面 多目标跟踪 RCS

在线阅读 下载PDF 职称材料

一种基于相位补偿的前向散射阴影逆合成孔径雷达快速成像方法 被引量：2

10

作者 刘长江 胡程 +1 位作者 曾涛 周超 《电子与信息学报》 EI CSCD 北大核心 2015年第10期2294-2299,共6页

传统的基于菲涅尔数值积分的前向散射阴影逆合成孔径雷达(SISAR)成像计算复杂且运算量较大。为提高运算速度,该文对SISAR快速成像方法进行了研究。首先提出一种基于快速傅里叶变换(FFT)的SISAR快速成像方法,并给出了FFT引入相位误差的... 传统的基于菲涅尔数值积分的前向散射阴影逆合成孔径雷达(SISAR)成像计算复杂且运算量较大。为提高运算速度,该文对SISAR快速成像方法进行了研究。首先提出一种基于快速傅里叶变换(FFT)的SISAR快速成像方法,并给出了FFT引入相位误差的补偿公式;随后通过对运动补偿后信号频谱进行分析给出了SISAR成像的采样准则,其指出成像所需的信号采样率可以远小于奈奎斯特采样率。仿真结果表明,利用FFT和低采样率的快速成像方法可以在精确成像的基础上大大降低运算量,具有实际工程意义。 展开更多

关键词 前向散射雷达 阴影逆合成孔径雷达 快速傅里叶变换 相位补偿 奈奎斯特采样率

在线阅读 下载PDF 职称材料

基于低轨卫星机会照射源的无人机目标前向散射探测方法与实验 被引量：1

11

作者 周昕 易建新 +2 位作者 万显荣 袁祎平 郝才勇 《信号处理》 CSCD 北大核心 2024年第12期2105-2115,共11页

随着无人机技术的发展与普及,当下对无人机典型“低慢小”目标的高效监测需求逐渐凸显。针对无人机探测的难点,本文提出一种利用低轨卫星作为机会照射源的新式无人机低空探测方法,结合前向散射体制小型化、反隐身与卫星信号全天候、易... 随着无人机技术的发展与普及,当下对无人机典型“低慢小”目标的高效监测需求逐渐凸显。针对无人机探测的难点,本文提出一种利用低轨卫星作为机会照射源的新式无人机低空探测方法,结合前向散射体制小型化、反隐身与卫星信号全天候、易获取的特点,深入研究了卫星信号前向散射雷达在无人机探测领域的潜在应用。首先,本文详细分析了卫星信号前向散射雷达的几何结构,介绍了前向散射雷达信号处理流程,构建了基于目标水平基线距离的雷达评估模型,仿真了不同目标飞行高度下雷达可探测的最大水平基线距离,仿真结果表明:无人机飞行高度对前向散射探测距离的影响较小,当无人机飞行高度为100 m时,雷达探测的最大水平基线距离为77.2 m;同时分析了卫星运动与天线波束对无人机目标时频特征的影响,分析结果表明,低轨卫星运动对时频特征影响较小;当天线波束过于狭窄时,时频响应由“V”形图像变为“竖条”图像。随后,针对低轨卫星高速运动的特点设计了一套低轨卫星信号接收系统,开展了系统测试实验,测试实验结果表明所设计系统能够稳定、实时地接收低轨卫星信号。最后,利用所设计的接收系统,开展了低轨卫星前向散射雷达无人机探测实验,获得了无人机穿越基线时的前向散射时频特征,实验结果与仿真结果相吻合,证明了理论分析的正确性以及所提体制探测无人机目标的可行性。 展开更多

关键词 低轨卫星 前向散射雷达 星链 无人机探测

在线阅读 下载PDF 职称材料

多极化前向散射RCS分析及其对目标分类识别的影响 被引量：8

12

作者 李晓良 胡程 曾涛 《电子与信息学报》 EI CSCD 北大核心 2010年第9期2191-2196,共6页

在前向散射情况下,基于阴影逆合成孔径雷达(SISAR)成像原理可以获得运动目标的轮廓像,从而对运动目标进行分类与识别。为了研究多极化对前向散射雷达运动目标识别的影响,该文根据前向散射阴影逆合成孔径原理,建立了目标前向散射雷达截面... 在前向散射情况下,基于阴影逆合成孔径雷达(SISAR)成像原理可以获得运动目标的轮廓像,从而对运动目标进行分类与识别。为了研究多极化对前向散射雷达运动目标识别的影响,该文根据前向散射阴影逆合成孔径原理,建立了目标前向散射雷达截面积(RCS)与目标轮廓像谱信息之间的联系,首次将多极化引入到前向散射目标的分类识别中;并借助电磁仿真软件CST,仿真得到了多极化条件下目标的前向散射RCS曲线。通过分析仿真结果发现同一个目标在不同极化情况下具有不同的前向散射RCS旁瓣曲线,此种差异对应于目标轮廓像的差异;联合多极化产生的前向散射RCS旁瓣差异可以获得更多关于目标轮廓的特征信息。仿真结果验证了多极化能够提高前向散射目标分类识别的能力。 展开更多

关键词 阴影逆合成孔径雷达(SISAR) 目标识别 多极化 前向散射雷达截面积

在线阅读 下载PDF 职称材料