弹道中段目标极化域特征提取与识别

【摘要】： 雷达极化技术的进步和极化测量雷达的出现极大地提高了雷达系统的探测能力和目标识别能力,在防空、反导等领域日益发挥着越来越重要的作用。本论文以空间监视和弹道导弹防御为背景,面向宽带全极化测量雷达,着力研究运动雷达目标的极化散射特性测量、有源假目标的极化鉴别以及中段弹头识别等热点基础性问题,其研究成果主要体现在三个方面: 第一个方面,针对分时极化测量和瞬时极化测量两种体制的雷达,分别提出了动目标极化散射特性的分时极化测量方法和基于双频矢量脉冲信号的瞬时极化测量方法,并详细分析了这两种动目标极化测量方法的性能,在一定的信噪比条件下,动目标极化散射矩阵测量精度高。该方法纠正了经典文献中关于分时极化雷达和双频矢量脉冲难以测量动目标极化散射矩阵这一观点。另外,本文以线状目标为例,用相位畸变理论定量研究分析了目标全极化信息对角闪烁抑制的贡献。 第二个方面,深入研究分析了单极化和具有极化捷变能力的转发式干扰机在不同极化测量体制雷达下形成的有源假目标的极化散射特性。研究结果表明,在相同的干扰样式下,转发式干扰机在分时极化测量雷达和瞬时极化测量雷达下形成的有源假目标具有不同的性质。在详细分析有源假目标极化散射特性的基础上,针对两种不同体制的极化测量雷达系统,分别提出了窄带、宽带条件下单极化有源假目标和极化捷变有源假目标的极化域鉴别方法,这些方法能够以较高的概率鉴别有源干扰机形成的有源假目标。特别地,针对对抗条件下极化雷达无法准确测量目标散射矩阵的情况,提出了一种基于不完整极化测量的目标识别方法。 第三个方面,探索性地研究分析了中段旋转对称弹头的微运动特性和极化散射特性,提取了稳健的弹头散射参数,在此基础上提出了一种基于极化时变特性的中段弹头的章动频率、章动角等微运动特征提取方法。在提取微运动特征的基础上,提出了一种基于微运动特性的中段弹头ISAR成像方法,与大多数文献上提出的基于轨道运动的ISAR成像方法相比,大大降低了成像所需的相干积累时间,且实用性强。 本论文的研究成果希望能够在空间监视和反导防御雷达系统的目标探测、成像识别以及弹道导弹攻防能力评估等方面提供有益的借鉴和参考。作为一种共性的技术,本文提出的有源假目标极化鉴别方法和动目标极化散射特性测量方法也可以应用于防空雷达等战场感知和雷达攻防对抗中。