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高频地波雷达船只目标RCS预估
| 论文题名： | 高频地波雷达船只目标RCS预估 |
| 关键词： | 高频地波雷达;谐振区;散射截面;3D-MAX建模;时域有限差分;船只目标检测;散射特性 |
| 摘要： | 高频地波雷达散射截面(Radar Cross Section,RCS)是衡量目标散射特性的重要参数,是地波雷达用于探测与识别目标最为有效的电磁频谱特性。地波雷达RCS在估算雷达威力、信号处理、检测特性、船只目标分类以及识别等方面非常有用,能够为船只目标检测提供基础。在高频地波超视距雷达工作范围内,飞机目标和船只目标的散射截面基本处于谐振区。高频地波雷达谐振区目标散射截面有助于掌握目标的雷达特性,它既可以用于目标分类与识别,又可用于雷达系统设计过程中的分系统指标分配。针对这样的研究背景,本文从地波雷达船只目标散射特性的计算、雷达参数和船只结构等影响RCS计算的因素分析、基于实测数据的对比与验证等三个方面进行了逐步深入的研究。 为了有效预估高频地波雷达海面船只目标的散射特性,本文首先介绍了雷达散射截面的定义,总结了雷达散射截面的特点;针对地波雷达谐振区船只目标散射特性的特点,提出了一种基于FDTD的三维船只建模RCS计算方法,利用曲面建模软件3D-MAX对典型船只目标进行精确建模、再利用有限元方法对船只模型进行网格剖分;基于FDTD算法原理编译MGL-RCS计算软件,仿真计算出地波雷达谐振区海上舰船目标RCS;分析谐振区海上船只目标RCS曲线,总结地波雷达谐振区船只目标RCS曲线特点。 船只目标RCS计算的影响因素分析方面,由计算过程可知,网格划分方式会对船只目标RCS计算产生影响,因此讨论了网格剖分疏密对目标散射特性的影响;高频地波雷达工作频率为3MHz-30MHz,为选出适合船只目标探测的频率范围,分析了频率对船只目标RCS计算的影响;雷达方位角设置不同,船只目标RCS计算也将不同,分析了雷达方位角对目标RCS计算的影响;船只结构因素(长、宽、高等)影响目标RCS计算效果,分别改变长、宽、高等尺寸,分析船只目标RCS的变化,结果表明,船只目标RCS受高度变化最为明显。 最后,为了验证本文提出的三维建模方法和时域有限差分法的有效性,以渤海湾上某船只目标为例,从回波谱中获取船只目标的实测RCS;再对该船只进行三维建模、仿真计算,对比仿真值与实测值的误差,从而验证本文提出的船只目标RCS计算方法。 本论文通过算法的改进与实验的验证,证明时域有限差分法与基于3D-MAX建模法适用于地波雷达谐振区船只目标RCS仿真计算,为地波雷达系统设计与参数设置提供理论支撑。 |
| 作者： | 刘玉伟 |
| 专业： | 信号与信息处理 |
| 导师： | 王国宇 |
| 授予学位： | 硕士 |
| 授予学位单位： | 中国海洋大学 |
| 学位年度： | 2011 |
| 正文语种： | 中文 |
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