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雷达目标三维散射中心位置正向推导和分析

张磊 何思远 朱国强 张云华 殷红成 闫华

张磊, 何思远, 朱国强, 张云华, 殷红成, 闫华. 雷达目标三维散射中心位置正向推导和分析[J]. 电子与信息学报, 2018, 40(12): 2854-2860. doi: 10.11999/JEIT180115
引用本文: 张磊, 何思远, 朱国强, 张云华, 殷红成, 闫华. 雷达目标三维散射中心位置正向推导和分析[J]. 电子与信息学报, 2018, 40(12): 2854-2860. doi: 10.11999/JEIT180115
Lei ZHANG, Siyuan HE, Guoqiang ZHU, Yunhua ZHANG, Hongcheng YIN, Hua YAN. Forward Derivation and Analysis for 3-D Scattering Center Position of Radar Target[J]. Journal of Electronics & Information Technology, 2018, 40(12): 2854-2860. doi: 10.11999/JEIT180115
Citation: Lei ZHANG, Siyuan HE, Guoqiang ZHU, Yunhua ZHANG, Hongcheng YIN, Hua YAN. Forward Derivation and Analysis for 3-D Scattering Center Position of Radar Target[J]. Journal of Electronics & Information Technology, 2018, 40(12): 2854-2860. doi: 10.11999/JEIT180115

雷达目标三维散射中心位置正向推导和分析

doi: 10.11999/JEIT180115
基金项目: 国家自然科学基金(61571333)
详细信息
    作者简介:

    张磊:男,1991年生,博士生,研究方向为雷达目标特性及电磁仿真等

    何思远:女,1982年生,教授,主要研究方向为计算电磁学、雷达目标特性与目标识别等

    朱国强:男,1959年生,教授,长期从事目标电磁散射特性、天线理论与技术等方面的研究

    张云华:男,1981年生,副教授,主要研究方向为人工电磁材料设计与应用、新型天线理论与应用、电磁散射与目标特性等

    殷红成:男,1967年生,研究员,长期从事电磁散射、雷达目标特性、目标识别等方面的研究

    闫华:男,1981年生,高级工程师,主要研究方向为目标电磁散射建模与特性分析等

    通讯作者:

    何思远  siyuanhe@whu.edu.cn

  • 中图分类号: TN955

Forward Derivation and Analysis for 3-D Scattering Center Position of Radar Target

Funds: The National Natural Science of China (61571333)
  • 摘要: 为了更好地将散射中心与目标结构联系起来,该文基于目标几何模型给出一种在单次和2次耦合散射机理下雷达目标部件级3维散射中心位置正向推算方法。重点探究了2次耦合散射机理下强散射情况的射线等效位置确定原理及方法。对其他弱散射情况,应用等价变换等效为强散射情况。最后,使用此位置推算方法推导并分析了直角二面角,钝角二面角,SLICY, T72坦克模型的部件级3维散射中心位置,并与相应的仿真或实测SAR图像进行比对以验证此位置推算方法的正确性。
  • 图  1  不同入射角下垂直入射直角二面角棱边俯视示意图

    图  2  垂直入射钝角二面角棱边示意图及射线等效位置分布图

    图  4  直角二面角仿真SAR图像

    图  6  面分离的直角二面角仿真SAR图像

    图  3  直角二面角几何模型图

    图  8  面分离的钝角二面角仿真SAR图像

    图  7  面分离的钝角二面角几何模型图

    图  5  面分离的直角二面角几何模型图

    图  9  SLICY几何模型及实测SAR图像与散射中心模型重构SAR图像对比图

    图  10  T72坦克几何模型及仿真SAR图像与散射中心模型重构SAR图像对比图

    表  1  SLICY实测SAR图像峰值位置与本文方法推算位置对比表

    散射源编号 1 2 3
    部件 三面角(前右) 顶帽(矮) 顶帽(高)
    机理 3次耦合散射 2次耦合散射 2次耦合散射
    实测图像八邻域峰值提取位置(m) (–0.0173, –1.3806) (–0.2407, –0.0262) (0.6531, –0.6933)
    本文方法推断投影位置(m) (–0.0043, –1.2648) (–0.1798, –0.0683) (0.5791, –0.7669)
    位置误差(m) (0.0130, 0.1158) (0.0609, 0.0421) (0.0740, 0.0736)
    下载: 导出CSV

    表  2  T72坦克仿真SAR图像主要峰值位置与本文方法推算位置对比表

    散射源编号 1 2 3 4
    部件 燃料桶(右) 燃料桶(左) 后方挡板(左) 后方挡板(右)
    机理 单次散射 单次散射 单次散射 单次散射
    仿真图像八邻域峰值提取位置(m) (1.0077, –2.0791) (–1.0594, –2.0791) (–0.4393, –3.1312) (0.3876, –3.1312)
    本文方法推断投影位置(m) (1.0075, –2.1394) (–1.0022, –2.1394) (–0.4411, –3.1568) (0.4328, –3.1568)
    位置误差(m) (0.0002, 0.0603) (0.0572, 0.0603) (0.0018, 0.0256) (0.0452, 0.0256)
    下载: 导出CSV
  • POTTER L C, CHIANG D M, CARRIERE R, et al. A GTD-based parametric model for radar scattering[J]. IEEE Transactions on Antennas and Propagation, 1995, 43(10): 1058–1067 doi: 10.1109/8.467641
    POTTER L C and MOSES R L. Attributed scattering centers for SAR ATR[J]. IEEE Transactions on Image Processing, 1997, 6(1): 79–91 doi: 10.1109/83.552098
    GERRY M J, POTTER L C, GUPTA I J, et al. A parametric model for synthetic aperture radar measurements[J]. IEEE Transactions on Antennas and Propagation, 1999, 47(7): 1179–1188 doi: 10.1109/8.785750
    JACKSON J A, RIGLING B D, and MOSES R L. Canonical scattering feature models for 3D and bistatic SAR[J]. IEEE Transactions on Aerospace and Electronic Systems, 2010, 46(2): 525–541 doi: 10.1109/TAES.2010.5461639
    BHALLA R, LING H, MOORE J, et al. 3D scattering center representation of complex targets using the shooting and bouncing ray technique: A review[J]. IEEE Antennas and Propagation Magazine, 1998, 40(5): 30–39 doi: 10.1109/74.735963
    CHIANG H C, MOSES R L, and POTTER L C. Model-based classification of radar images[J]. IEEE Transactions on Information Theory, 2000, 46(5): 1842–1854 doi: 10.1109/18.857795
    张静克, 计科峰, 邢相薇. SAR目标属性散射中心特征提取与分析[J]. 雷达科学与技术, 2011, 9(3): 207–212 doi: 10.3969/j.issn.1672-2337.2011.03.003

    ZHANG Jingke, JI Kefeng, and XING Xiangwei. Feature extraction and analysis of attributed scattering centers on SAR targets[J]. Radar Science and Technology, 2011, 9(3): 207–212 doi: 10.3969/j.issn.1672-2337.2011.03.003
    段佳, 张磊, 邢孟道, 等. 合成孔径雷达目标特征提取新方法[J]. 西安电子科技大学学报(自然科学版), 2014, 41(4): 13–19 doi: 10.3969/j.issn.1001-2400.2014.04.003

    DUAN Jia, ZHANG Lei, XING Mengdao, et al. Novel feature extraction method for synthetic aperture radar targets[J]. Journal of Xidian University, 2014, 41(4): 13–19 doi: 10.3969/j.issn.1001-2400.2014.04.003
    ZHOU Jianxiong, SHI Zhiguang, and FU Qiang. Three-dimensional scattering center extraction based on wide aperture data at a single elevation[J]. IEEE Transactions on Geoscience and Remote Sensing, 2014, 53(3): 1638–1655 doi: 10.1109/TGRS.2014.2346509
    KOETS M A and MOSES R L. Feature extraction using attributed scattering center models on SAR imagery[J]. SPIE, 1999, 3721: 104–115 doi: 10.1117/12.357628
    MA Conghui, WEN Gongjian, DING Baiyuan, et al. Three-dimensional electromagnetic model-based scattering center matching method for synthetic aperture radar automatic target recognition by combining spatial and attributed information[J]. Journal of Applied Remote Sensing, 2016, 10(1): 016025 doi: 10.1117/1.JRS.10.016025
    MA Conghui, WEN Gongjian, HUANG Xiaohong, et al. Scatterer-based approach to evaluate similarity between 3D em-model and 2D SAR data for ATR[J]. IET Radar,Sonar&Navigation, 2017, 11(2): 254–259 doi: 10.1049/iet-rsn.2016.0123
    DING Baiyuan, WEN Gongjian, ZHONG Jinrong, et al. A robust similarity measure for attributed scattering center sets with application to SAR ATR[J]. Neurocomputing, 2017, 219(C): 130–143 doi: 10.1016/j.neucom.2016.09.007
    文贡坚, 朱国强, 殷红成, 等. 基于三维电磁散射参数化模型的SAR目标识别方法[J]. 雷达学报, 2017, 6(2): 115–135 doi: 10.12000/JR17034

    WEN Gongjian, ZHU Guoqiang, YIN Hongcheng, et al. SAR ATR based on 3D parametric electromagnetic scattering model[J]. Journal of Radars, 2017, 6(2): 115–135 doi: 10.12000/JR17034
    HE Yang, HE Siyuan, ZHANG Yunhua, et al. A forward approach to establish parametric scattering center models for known complex radar targets applied to SAR ATR[J]. IEEE Transactions on Antennas and Propagation, 2014, 62(12): 6192–6205 doi: 10.1109/TAP.2014.2360700
    HE Siyuan, DENG Fangshun, CHEN Haitao, et al. Range profile analysis of the 2-D target above a rough surface based on the electromagnetic numerical simulation[J]. IEEE Transactions on Antennas and Propagation, 2009, 57(10): 3258–3263 doi: 10.1109/TAP.2009.2028632
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出版历程
  • 收稿日期:  2018-01-26
  • 修回日期:  2018-07-05
  • 网络出版日期:  2018-07-20
  • 刊出日期:  2018-12-01

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