【摘要】：彈道靶是研究超高速目標及其等離子體尾跡雷達散射截面(Radar Cross Section,RCS)的實驗設備。在彈道靶中開展RCS的測量實驗時,遭遇了一些測量相關的問題。主要問題包括白噪聲(White Noise)干擾問題,近場測量問題和動態(tài)測量問題。本文以近場測量問題的研究為中心,輔以其他兩個問題的研究,研究了彈道靶中超高速目標及其等離子體RCS的反演方法。具體研究內容主要分為三個部分:首先,針對彈道靶實驗中的噪聲干擾問題,本文提出了一種基于離散小波變換(Descrete Wavelet Transform,DWT)的小波閾值(Wavelet Shrinkage,WS)降噪方法。白噪聲是彈道靶實驗中的主要噪聲干擾源。雖然現有的WS方法能極為有效地抑制白噪聲,但是對于低信噪比(Signal-to-Noise,SNR)信號,其表現欠佳。本文所提方法能夠在信噪比較低的情況下提取有用信號。本方法定義“部分系數和比”(Local Sum Ratio,LSR)的概念以確定在給定時間窗內是否存在接收信號。本文還引入SSIM(Structure Similarity Index Measure)和均方誤差(Mean-Square Error,MSE)兩項指標用于衡量方法的降噪效果。在與現有WS方法的對比中,本方法展現出最為優(yōu)異的降噪性能。當帶噪信號SNR由0 dB減小為-10 dB時,本方法的優(yōu)點逐漸凸顯。然后,本文重點研究了RCS的近場反演方法�，F有的近場測量方法大多針對靜止目標的RCS測量,在彈道靶實驗中,被測目標以超高速飛行,與傳統(tǒng)方法存在一定區(qū)別。本文基于逆合成孔徑雷達(Inverse Synthetic Aperture Radar,ISAR)成像技術中的時域相關法,研究了適用于彈道靶測試環(huán)境的RCS反演方法——聚焦函數法。同時,本文基于近遠場變換(Near Field to Far Field Transform,NFFFT)方法,結合實驗的測試場景,將NFFFT方法推廣至高速測量場景。本文以聚焦函數法和現有的權重函數法作為參考,對比了所提的基于NFFFT的反演方法對超高速目標本體的反演結果。對比結果表明三種方法得到的RCS測量結果具有一致性,本文所給出的方法能夠準確地反演超高速目標的RCS。最后,本文針對等離子體尾跡速度的動態(tài)特性,提出了一種測量尾跡速度分布的微波方法。該方法基于連續(xù)小波變換(Continuous Wavelet Transform,CWT)以測量尾跡散射信號的Doppler頻偏,并基于Doppler效應推得尾跡速度。本文通過對比本方法求得的超高速目標本體的速度與激光測速儀測得的速度,驗證了該方法的有效性。作為一種微波方法,本方法的非接觸性不影響尾跡的流場分布,因此相較于其他需要接觸測速的方法,本方法具有更好的準確性�；跍y得的尾跡速度分布,本文將聚焦函數法推廣到速度時變的情況,反演得到尾跡的RCS分布。
【圖文】：

彈道靶結構示意圖

埃姆斯中心彈道靶[10]
【學位授予單位】：電子科技大學
【學位級別】：碩士
【學位授予年份】：2019
【分類號】：V416.8

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本文編號：2675205