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题目:微动目标雷达特征信号研究

关键词:弹道导弹;微动;微多普勒;雷达散射截面;运动补偿

  摘要

目标或其上部件相对于雷达径向的小幅非匀速运动统称为微动(micro-motion),微动是弹道目标的重要特征之一。微动对目标回波的幅度和相位产生调制,对目标回波信号幅度的调制影响体现为目标雷达散射截面(RCS)幅度序列随时间发生变化,对目标回波信号相位的调制影响主要体现为目标的多普勒频率随时间发生变化,称之为微多普勒(micro-Doppler)。本文主要研究弹道目标的微动特征,重点讨论微动调制的RCS幅度序列和微多普勒特征。本文首先研究了弹道目标的受力环境、质心运动方程以及运动学方程的离散求解等问题,建立了弹道目标的轨道模型、作进动运动的弹头和作翻滚运动的燃料舱姿态变化的数学模型,进而建立了处于轨道上的弹道目标的微动模型,为对目标微动特征的研究提供基础。在继承前人成果的基础上,分别利用几何绕射理论(GTD)以及物理光学法(PO)和物理绕射理论(PTD)相结合的高频近似混合方法,计算处于微动状态下弹道目标的RCS幅度和相位,对进动弹头和翻滚燃料舱的RCS幅度和相位特性进行了仿真,利用时频分析工具对其微多普勒特征进行了分析,并同GTD理论模型结果进行了对比,验证了方法的正确性。最后,本文对弹道目标的弹道和微动模型、高频电磁散射计算代码和宽带雷达仿真模型进行系统集成,形成一个比较完整的弹道目标微动特征仿真系统。同时,提出了一个利用运动补偿方法导出目标相邻回波的距离,然后精确测得其速度、加速度的新思路。