《基於時域算法的海上低空目標寬頻散射及HRRP特性分析》是依託西安電子科技大學，由李娟擔任項目負責人的青年科學基金項目。
基本介紹
- 中文名：基於時域算法的海上低空目標寬頻散射及HRRP特性分析
- 項目類別：青年科學基金項目
- 項目負責人：李娟
- 依託單位：西安電子科技大學
中文摘要,結題摘要,
中文摘要
低空目標通常具有飛行速度快、背景雜波干擾強、隱蔽性好等優勢，因此對低空目標的檢測識別一直是雷達技術領域的難點問題。鑒於海洋環境中下視雷達對低空目標雷達特徵信號的迫切需求，本項目將通過電磁理論建模的途徑開展粗糙海面上方低空目標的複合寬頻散射及高分辨距離像(HRRP)特性研究。具體包括採用FDTD-TDPO混合方法、TDPO結合TDEEC的高頻方法建立海上低空目標的複合寬頻散射模型，進而利用離散傅立葉逆變換得到海上低空目標的HRRP；揭示低空目標與海面之間複雜的電磁耦合機理，開展海上低空目標HRRP中峰值的來源分析及HRRP對目標姿態的敏感性分析，探索建立海上低空目標的寬頻散射及HRRP隨著雷達、海況及目標參數變化的多參數關聯模型，並著重研究雷達高解析度、大角度入射、高海情下寬頻散射及HRRP特徵的物理機理，旨在為海上低空目標的檢測與識別、雷達成像、低空突防技術等提供一定的理論依據。
結題摘要
鑒於實際海洋環境中下視雷達對低空目標雷達特徵信號的迫切需求，本項目通過電磁理論建模的途徑開展了粗糙海面上方低空目標的複合散射及高分辨距離像(HRRP)特性研究。利用疊代物理光學法(IPO)研究了一維高海情下粗糙海面的電磁散射、一維粗糙(海)面與二維低空目標(上方、半掩埋、多目標)的複合散射及都卜勒頻譜、二維分層粗糙面的電磁散射、二維粗糙面與三維塗覆目標的複合散射，基於寬頻回波數據分析了一維粗糙海面上方二維目標的一維高分辨距離像(HRRP)特徵；以及採用IEM-PO混合方法研究了高海情下海面與上方低空目標的複合散射。本項目中IPO方法採用等效原理和多路徑散射思想處理海面和低空目標之間的耦合散射過程，關於粗糙海面與低空目標複合模型的電磁散射均與文獻中MOM和FE-BI-KA的進行了比較，結果表明IPO方法在保證精度的前提下極大地節省了計算機資源。並且詳細分析了不同雷達參數(頻率、入射角、極化)、不同海況參數(風速、鹽度、溫度)、不同目標參數(類型、速度、高度)下複合模型的電磁散射規律及物理機理。 另外本項目超額完成了兩部分工作：採用基於雙尺度模型的射線追蹤算法(TSM—RT)快速計算了電大尺寸海面電磁散射，與傳統的射線追蹤算法相比，在保證計算精度的情況下，該算法能夠有效減少射線與面元的求交次數。同時，為了進一步減少計算時間，還利用GPU並行技術對TSM-RT算法進行加速；運用快速多極子方法(FMM)結合壓縮感知技術(CS)技術快速分析了三維複雜目標的多站電磁散射。該算法將目標多站電磁散射中的散射場看作是入射角和散射角的二維函式，當對該散射場進行離散時就自然而然形成一個二維數組，再將該二維數組看作CS中的待處理的信號，對其進行稀疏採樣得到目標的多站電磁散射結果。 本項目的研究將為海上低空目標的檢測與識別、雷達成像、低空突防技術等提供一定的理論依據。
