【摘要】：彈道靶是研究超高速目標(biāo)及其等離子體尾跡雷達(dá)散射截面(Radar Cross Section,RCS)的實驗設(shè)備。在彈道靶中開展RCS的測量實驗時,遭遇了一些測量相關(guān)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(biāo)及其等離子體RCS的反演方法。具體研究內(nèi)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(xiàn)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(xiàn)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(shù)和比”(Local Sum Ratio,LSR)的概念以確定在給定時間窗內(nèi)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(biāo)用于衡量方法的降噪效果。在與現(xiàn)有WS方法的對比中,本方法展現(xiàn)出最為優(yōu)異的降噪性能。當(dāng)帶噪信號SNR由0 dB減小為-10 dB時,本方法的優(yōu)點(diǎn)逐漸凸顯。然后,本文重點(diǎn)研究了RCS的近場反演方法�，F(xiàn)有的近場測量方法大多針對靜止目標(biāo)的RCS測量,在彈道靶實驗中,被測目標(biāo)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(dá)(Inverse Synthetic Aperture Radar,ISAR)成像技術(shù)中的時域相關(guān)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(shù)法。同時,本文基于近遠(yuǎn)場變換(Near Field to Far Field Transform,NFFFT)方法,結(jié)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(shù)法和現(xiàn)有的權(quán)重函數(shù)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(biāo)本體的反演結(jié)果。對比結(jié)果表明三種方法得到的RCS測量結(jié)果具有一致性,本文所給出的方法能夠準(zhǔn)確地反演超高速目標(biāo)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(yīng)推得尾跡速度。本文通過對比本方法求得的超高速目標(biāo)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(zhǔn)確性�；跍y得的尾跡速度分布,本文將聚焦函數(shù)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(jié)構(gòu)示意圖

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

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本文編號：2675205