舰船目标RCS水面模拟试验及其应用探讨

舰船目标作为海上运行的武器平台,其电磁散射的最本质特征体现为目标与海面环境一体化的复合散射。在舰船目标雷达波隐身性设计中,需要开展模拟RCS试验来验证方案可行性。针对舰船所处海面环境的特点,采用双射线追踪方法分析了随机粗糙海面对舰船散射回波特性的影响,提出了关于舰船雷达波隐身设计流程的建议,论证并指出在技术设计阶段需要用接近实际环境的方法进行水面环境舰船隐身设计验证,结合数值仿真与本体RCS试验,掌握并控制舰船隐身性指标和强散射"要害点",并从场地开阔性、测试方法等方面提出了舰船目标RCS水面模拟试验的测试要求,从RCS指标设计验证、强散射中心分析、总体多专业协同设计等方面,探讨了模拟试验方法的应用和发展方向。     

水面舰艇毫米波雷达截面积仿真分析

传统水面舰艇雷达截面积(RCS)经验公式不能适用于毫米波。通过仿真方法模拟雷达电波的传播、散射机理,建立雷达工作的仿真模型并进行验证,然后在计算机上模拟各种条件,对水面舰艇的毫米波RCS进行仿真分析,并将大量仿真计算结果进行归纳总结,推导得出水面舰艇毫米波RCS的估算公式,实现RCS经验公式在Ka波段的外推使用。     

水面舰艇毫米波雷达截面积仿真分析

传统水面舰艇雷达截面积(RCS)经验公式不能适用于毫米波.通过仿真方法模拟雷达电波的传播、散射机理,建立雷达工作的仿真模型并进行验证,然后在计算机上模拟各种条件,对水面舰艇的毫米波RCS进行仿真分析,并将大量仿真计算结果进行归纳总结,推导得出水面舰艇毫米波RCS的估算公式,实现RCS经验公式在Ka波段的外推使用.     

随机海面涂覆舰船雷达成像仿真

基于阻抗边界条件,提出介质涂覆复杂目标电磁散射的物理光学双次反弹高频算法,并应用于随机海上涂覆舰船雷达成像仿真。研究介质涂覆海上舰船的高分辨率距离像和SAR成像特性,为基于海上隐身目标雷达成像的自动目标识别技术研究提供理论支持。     

海洋环境对水面舰艇雷达散射截面仿真分析的影响

水面舰艇雷达截面的仿真分析是现代舰艇隐身设计的重要工作.为了提高仿真计算的精确度,本文重点讨论了海洋环境对水面舰艇雷达截面仿真计算的影响.以四路径模型法和无限大介质板模拟法2种方法分别分析海洋环境的散射特性,比较了2种方法的特点,研究了2种方法的使用范围,并提出了适用于水面舰艇雷达散射截面仿真的计算方法.本文给出的算例表明,提出的海洋环境的模拟仿真方法在水面舰艇雷达散射截面仿真计算中是非常有效的.     

海上自主航行设备导航技术研究

近年来,雷达技术被越来越广泛地应用在机器人技术中,尤其在海上机器人障碍规避机制的构建中,发挥了重要的作用。为了实现海上设备的自主航行,需要将雷达信号分析技术与目标探测技术相结合。本文提出一种应用于海上自主航行设备的模型,该模型能够将射程谱的最优估计转换为多目标信息,同时能够基于雷达信噪比信息,实现雷达功率谱预测。本文对该模型进行理论分析,并采用数值模拟,证明提出的模型能够实现海上障碍的有效探测,帮助海上设备实现自主航行。     

基于ISAR水面舰船高频区散射中心特征提取仿真研究

水面舰船在高频区呈现复杂散射特征,其散射中心是ISAR图像目标识别的重要特征。本文基于水面舰船目标的散射特点,构建具有代表性的水面舰船目标散射中心模型。首先采用传统射线追踪法(SBR)分析该目标的RCS变化趋势,明确散射亮点区域。通过选用基于图像的ISAR目标散射中心特征提取方法,实现高频区水面舰船目标散射中心确定及判别。通过与SBR方法定位的散射亮点对比,验证了本文提出的水面舰船ISAR散射中心特征提取方法适用于水面舰船散射特性研究。可用于指导同类目标的雷达波散射特征控制及信号检测。     

波动水面对近水面目标声反射的影响分析

在水下目标强度的测量中,当目标体接近水面时,与自由空间情形相比,声波受到水面的散射及多径作用使回波强度发生变化。文章应用波动水面的平均反射系数计算方法,得出符合高斯分布的粗糙水面的反射系数与声波频率、入射角度的变化关系。计算了在四种不同传播路径作用下目标强度的结果。最后通过水池试验,验证了在高瑞利系数下结果的正确性。     

起伏海面水面船回声强度预报方法及统计规律研究

本文基于随机起伏水面舰船目标六自由度动力学模型和界面附近目标多路径声散射理论，考虑水面多次反射的影响，建立时变海面条件下水面舰船声散射预报模型，分析不同海浪谱条件下水面舰船回波强度统计规律。通过开展拖曳水池造波条件下舰船缩比模型声散射试验，获取舰船模型在水平探测角上时域回波特征。研究表明：120～180 kHz探测频段下回声强度理论预报幅值与实测结果平均误差小于3 dB；从舰船模型声散射实测和计算结果中均发现，波浪作用下舰船随时间变化的回声强度幅值符合χ2分布的统计规律，其回声强度均值和双自由度数值k符合较好，验证了预报模型的有效性。     

海杂波建模与仿真方法研究

雷达的基本任务是利用目标的电磁散射特性发现和识别目标,而目标存在或隐蔽于周围环境中,环境的电磁散射对雷达发现和识别目标产生的干扰称为雷达杂波,因此对雷达杂波特性的深入了解可以最大程度发挥雷达在杂波环境中的工作性能.论文通过对雷达杂波建模与仿真方法研究,为研究雷达最佳检测理论和最佳检测器设计的人员提供参考.     

某三体舰船外形雷达隐身性设计

根据舰船外形雷达隐身设计的原理及方法,在分析已有研究成果的基础上,参考已有的隐身单体舰艇,对某三体舰船进行外形雷达隐身优化设计,提出某三体舰船外形雷达隐身设计方案;通过分析舰船RCS值计算方法,利用微波仿真软件CST来计算雷达散射截面积,对舰船隐身优化设计的效果进行评估。     

舰艇外形雷达隐身设计方法

通过典型舰艇外形雷达隐身的设计,指出进行舰艇不同截面外形的雷达散射截面比较设计的重要性,给出实际设计中雷达威胁区域的范围和隐身性能综合评价方法与常规设计相比较,验证了全船外形隐身设计的优越性。     

基于位置信息的宽带雷达目标距离段联合检测算法

宽带雷达目标回波表现为距离扩展目标的形式,距离扩展目标检测技术是目前雷达信号处理领域的一个热门和难点问题。文章通过对宽带雷达目标回波的分析,总结了回波的主要特性,详细介绍了采用基于距离窗信息的双门限检测器对宽带雷达信号进行检测的方法,提出了基于高分辨雷达目标一维距离像位置一径向距离相关信息的非参数检测方法。仿真结果表明,该方法不但计算复杂度低,而且还具有检测沿径向距离“走廊”上多个扩展目标的能力。     

对消式舰船有源隐身技术研究

有源对消隐身是现代隐身技术发展的一个重要方向，它能在传统隐身的基础上进一步降低受保护目标被雷达发现的概率。介绍了舰船有源对消隐身的基本原理，分析了对消波（场）的辐射特性，论述了雷达截面预估现状，探讨了雷达截面预估对舰船有源对消隐身的重要意义。     

舰船 RCS岸基测试与数据处理方法

针对武器装备发展对舰船目标特性的需求,本文从电磁散射理论与雷达测试两方面闸述雷达散射截面定义,表明了 RCS在电磁散射理论和工程测量上概念是统一的。归纳岸基 RCS测试的相对比较法,提出岸基雷达在掠海水平方向测试舰船 RCS所需信噪比、采集数据量等要求,讨论远场测试条件,规定了最远和最近测试距离,确保测试舰船 RCS结果的准确性。应用统计方法对原始数据进行处理,给出处理 RCS均值、误差、概率密度、累计分布函数等方法和应用过程。本文提出的舰船 RCS岸基测试方法,满足武器装备论证、试验鉴定等对舰船RCS应用要求。     

两种典型桅杆的多极化RCS统计分析

对舰船RCS基本统计量进行归类和分析,以桁架式和封闭式桅杆缩比模型为研究对象,基于快速多极子方法,对其在各种极化组合下的单站RCS进行计算和统计分析.结果显示：桅杆的RCS随雷达波入射姿态角有较多的起伏,且幅值较大,RCS序列密度峰值偏向低于平均值方向.封闭式桅杆比桁架式桅杆的整体的隐身效果更好,但在当舰船处于最不利角度时封闭式桅杆的隐身效果并不一定占优.RCS分布在不同极化方式下均存在差异,在进行桅杆隐身设计或分类识别时应不建议考评单个极化方式,但可忽略交叉极化工况.     

舰艇雷达干扰资源中的多目标模糊优选分配

针对现代海战中需干扰的敌目标雷达多而我方雷达干扰资源有限的特点,运用多目标模糊优选动态规划理论建立了舰艇雷达干扰资源分配的数学模型。该模型从多个指标出发,对舰艇雷达干扰资源进行了优选和配置,使其达到最佳的干扰效果。最后给出一个应用实例,说明该模型对于舰艇电子战系统具有实际应用价值。     

弹道导弹中段RCS控制研究

RCS是影响防御系统雷达探测和目标识别的重要因素。针对导弹突防面临的预警雷达威胁,在空间弹道解算的基础上,分析弹头姿态角随时间的变化规律,建立雷达电磁波对导弹入射角模型。在雷达电磁入射角变化下,仿真分析弹道导弹中段RCS起伏特性。该研究为合理规划弹道导弹姿态控制要求,降低防御系统雷达探测跟踪能力具有一定的参考价值。     

舰船雷达隐身的战术价值定量分析与计算

阐述了舰船雷达隐身的主要技术措施,分析了舰船雷达隐身对作战诸方面的影响和作用,建立了舰船雷达隐身的战术效用模型,分析计算了舰船雷达隐身后对发现距离、目标识别、导弹截获概率、质心干扰等4个方面的战术价值,这些模型和计算结果对隐身舰船在海上作战中的战术运用具有指导作用。     

舰艇外形雷达隐身优化设计理论与方法

研究了舰艇外形雷达隐身优化设计问题。介绍了舰艇外形雷达隐身防护常用措施和进行雷达隐身性能评估的数值方法,提出外形隐身优化的多层次设计优化模型理论及相关数学表达式。以某型船为例,进行外形隐身截面尺寸优化,将全船隐身设计与常规设计相比较,验证外形隐身设计优化理论的正确性和优越性。