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基于神经网络和散射中心模型的目标参数提取 被引量:3
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作者 罗宇航 陈彦锡 +2 位作者 郭琨毅 盛新庆 马静 《系统工程与电子技术》 EI CSCD 北大核心 2023年第1期9-14,共6页
从雷达回波中获取目标几何参数信息往往存在高计算成本、非线性等困难。该文基于卷积神经网络和前馈神经网络,提出了一种依据散射中心时频像特征的目标类型自动识别和目标几何参数自动提取方法。由于构建一个神经网络需要大量的训练数... 从雷达回波中获取目标几何参数信息往往存在高计算成本、非线性等困难。该文基于卷积神经网络和前馈神经网络,提出了一种依据散射中心时频像特征的目标类型自动识别和目标几何参数自动提取方法。由于构建一个神经网络需要大量的训练数据样本,而扩展目标的散射场计算又非常耗时,利用基于已知目标已建立的散射中心模型,快速生成大样本训练数据,有效解决了训练样本难以获得的问题。以弹头类目标为例给出了数值实验结果,证实了所提方法的有效性。 展开更多
关键词 神经网络 散射中心 时频特征 参数提取
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耦合对半实物射频仿真的影响分析 被引量:3
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作者 唐波 盛新庆 +1 位作者 金从军 赵小阳 《系统工程与电子技术》 EI CSCD 北大核心 2018年第4期927-933,共7页
三元组射频仿真是电子系统进行外场试验前的必要步骤,仿真的有效性取决于电子系统在室内仿真与外场试验下的响应一致性。研究了耦合效应对三元组射频仿真的影响。通过理论分析与全波电磁计算,分析了发射端三元组单元间的耦合、接收端单... 三元组射频仿真是电子系统进行外场试验前的必要步骤,仿真的有效性取决于电子系统在室内仿真与外场试验下的响应一致性。研究了耦合效应对三元组射频仿真的影响。通过理论分析与全波电磁计算,分析了发射端三元组单元间的耦合、接收端单元间耦合对仿真的影响。结果表明,当接收端方向图在三元组邻域内均匀时,发射端的单元间耦合可以忽略;当接收端各支路的天线之间耦合参数与电磁波照射方向无关时,接收端耦合对射频仿真无影响。基于文中参数,发射端耦合、接收端耦合造成的仿真误差分别低于总仿真误差两个数量级、一个数量级。 展开更多
关键词 三元组 射频仿真系统 耦合 仿真精度
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基于电流相位特性的滑动散射中心建模方法 被引量:2
3
作者 袁文杰 郭琨毅 +1 位作者 盛新庆 金从军 《系统工程与电子技术》 EI CSCD 北大核心 2022年第6期1765-1771,共7页
复杂流线型目标通常包含多个滑动型散射中心(sliding scattering center,SSC)。由于SSC位置随观测方位变化而改变,采用现有的散射中心建模方法所获得的SSC属性参数精度受到雷达图像分辨率、多散射中心图像混叠和参数估计精度的限制。本... 复杂流线型目标通常包含多个滑动型散射中心(sliding scattering center,SSC)。由于SSC位置随观测方位变化而改变,采用现有的散射中心建模方法所获得的SSC属性参数精度受到雷达图像分辨率、多散射中心图像混叠和参数估计精度的限制。本文提出一种基于表面电流相位特性的散射中心建模方法。该方法基于全波法计算的稀疏采样角度下的表面等效电流数据,通过驻相点自适应提取、电流分区,实现目标散射中心的参数化建模。驻相点自适应提取可以精确确定散射中心位置,电流分区计算可以避免多散射中心成分混叠造成的参数提取困难,从而保证了散射中心的建模精度。本文以某导弹和飞机模型为例,采用全波法和传统方法建模计算结果对使用该方法建模的效率和精度进行了验证。 展开更多
关键词 散射中心 电流相位 驻相点 参数估计
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雷达目标的散射中心建模研究 被引量:13
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作者 郭琨毅 殷红成 盛新庆 《电波科学学报》 EI CSCD 北大核心 2020年第1期106-115,共10页
雷达目标总散射场可近似为若干散射中心贡献的叠加,而每一个散射中心都对应着特定的电磁散射机理,这些特定散射机理的散射场可表示成输入为雷达参数(频率、极化、视向角)和目标参数(几何、材料)的参数化模型.散射中心参数化模型在雷达... 雷达目标总散射场可近似为若干散射中心贡献的叠加,而每一个散射中心都对应着特定的电磁散射机理,这些特定散射机理的散射场可表示成输入为雷达参数(频率、极化、视向角)和目标参数(几何、材料)的参数化模型.散射中心参数化模型在雷达回波实时模拟、半实物仿真、雷达目标识别等领域得到了广泛的关注.文中总结了雷达散射中心模型的发展历程,包括散射中心数学模型和散射中心参数提取方法,以及散射中心建模的难点问题和未来的研究方向.期望该文可为从事该方面研究的科研人员提供一些参考. 展开更多
关键词 散射机理 散射中心模型 时频变换 雷达成像
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三维电磁散射问题区域分解技术研究进展 被引量:7
5
作者 杨明林 吴比翼 +1 位作者 黄晓伟 盛新庆 《电波科学学报》 EI CSCD 北大核心 2020年第1期34-42,共9页
区域分解算法(domain decomposition method, DDM)是实现大规模电磁散射问题求解的有效途径,其易于并行,与非共形技术结合后,可进一步降低实际应用中目标建模与网格划分的难度,近年来在计算电磁领域引起广泛关注.本文介绍了电磁计算领... 区域分解算法(domain decomposition method, DDM)是实现大规模电磁散射问题求解的有效途径,其易于并行,与非共形技术结合后,可进一步降低实际应用中目标建模与网格划分的难度,近年来在计算电磁领域引起广泛关注.本文介绍了电磁计算领域有限元法(finite element method, FEM)和积分方程法区域分解技术的研究进展,以及它们在合元极技术中的应用.最后,对区域分解合元极技术当前仍然存在的挑战和未来发展方向进行了讨论. 展开更多
关键词 电磁散射 区域分解 有限元法(FEM) 积分方程法 合元极技术
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基于多区域面积分方程的电大非均匀等离子体电磁特性高效计算方法
6
作者 张慧雯 陈宇浩 +1 位作者 黄晓伟 盛新庆 《电波科学学报》 CSCD 北大核心 2024年第1期26-38,共13页
针对临近空间等离子体包覆目标的电磁特性快速准确评估这一迫切需求,本文运用基于多区域面积分方程(multi-region surface integral equation, MR-SIE)的全波数值计算方法,展现电大尺度、非均匀、高负介电常数等离子体的电磁散射与辐射... 针对临近空间等离子体包覆目标的电磁特性快速准确评估这一迫切需求,本文运用基于多区域面积分方程(multi-region surface integral equation, MR-SIE)的全波数值计算方法,展现电大尺度、非均匀、高负介电常数等离子体的电磁散射与辐射问题的仿真能力。首先,推导了非均匀等离子体的MR-SIE,使用间断伽辽金(discontinuous Galerkin, DG)方法提高对多区域复杂等离子体目标的建模与计算效率,研究了不同方程的数值性能;随后针对电子密度较大的高负介电常数区等离子体,运用一种简洁高效的截断策略,进一步提升了多层快速多极子算法的鲁棒性,避免了SIE计算高损耗介质内问题面临的数值不稳定性。数值实验表明,该方法在计算多种分割方式的多区域等离子体鞘套模型时具有良好的精度和效率,可用于大尺度复杂等离子体目标电磁辐射与散射特性的快速精确评估。 展开更多
关键词 多区域目标面积分方程(MR-SIE) 等离子体鞘套 负介电常数 多层快速多极子算法(MLFMA) 间断伽辽金(DG)
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薄涂覆目标散射中心的精确建模 被引量:1
7
作者 刘久祥 肖光亮 +1 位作者 郭琨毅 盛新庆 《系统工程与电子技术》 EI CSCD 北大核心 2023年第6期1589-1596,共8页
目前,针对金属目标的散射中心模型的研究已相对成熟,但是对带有薄涂覆结构的复杂目标散射中心模型的研究较少。通过研究发现,薄涂覆引入的影响主要体现为对散射场幅度的衰减作用。因此,提出通过对薄涂覆对电磁波的衰减作用建模,并在金... 目前,针对金属目标的散射中心模型的研究已相对成熟,但是对带有薄涂覆结构的复杂目标散射中心模型的研究较少。通过研究发现,薄涂覆引入的影响主要体现为对散射场幅度的衰减作用。因此,提出通过对薄涂覆对电磁波的衰减作用建模,并在金属目标散射中心模型的基础上增加该衰减项,以实现对薄涂覆目标的散射中心建模。该建模方法避免了直接对复杂目标整体散射进行数学建模和参数估计,散射模型的物理意义更明确、形式更简洁。经弹头和飞机目标的全波法结果验证,所建立的薄涂覆目标散射中心模型在雷达散射截面起伏、成像特征的仿真中均具有较高的精度。 展开更多
关键词 涂覆目标 阻抗边界条件 散射中心模型
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卫星目标电磁散射的高效区域分解边界积分法
8
作者 辛熙敏 高红伟 +2 位作者 鲁帆 马炳 盛新庆 《电波科学学报》 CSCD 北大核心 2023年第2期218-226,共9页
近年来,严峻的空天安全问题致使卫星的电磁散射特性分析与控制倍受关注.典型卫星主要由主体、太阳翼和多用途天线等部件组成,呈现多尺度的几何特性,给电磁建模技术带来了挑战.面向卫星的电磁散射特性分析,本文采用不连续伽辽金区域分解... 近年来,严峻的空天安全问题致使卫星的电磁散射特性分析与控制倍受关注.典型卫星主要由主体、太阳翼和多用途天线等部件组成,呈现多尺度的几何特性,给电磁建模技术带来了挑战.面向卫星的电磁散射特性分析,本文采用不连续伽辽金区域分解积分方程(discontinuous Galerkin domain decomposition method of integral equation,DG-DDM-IE)方法构建准确且灵活的计算模型,并基于以往对角区域块(diagonal domain block,DDB)预条件和稀疏近似逆(sparse approximate inverse,SAI)预条件的数值性能研究结果,针对多尺度情况提出一种经济高效的混合型预条件以提高DG-DDM-IE方法的计算能力.复杂多尺度卫星目标数值实验证明,该DG-DDM-IE方法在消耗较少内存的条件下仍保证良好的收敛性和可扩展性. 展开更多
关键词 卫星 多尺度 边界积分方法 区域分解 预条件 电磁散射
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三元组近场效应的馈电系数修正与各向异性分析
9
作者 唐波 鲁嘉淇 +2 位作者 郭琨毅 金从军 盛新庆 《系统工程与电子技术》 EI CSCD 北大核心 2023年第3期647-653,共7页
对半实物射频仿真中的三元组馈电系数计算公式进行了修正,使之能够克服比相式单脉冲雷达导引头的射频仿真的三元组近场效应问题。通过分析仿真场景与真实场景之间的等效性方程,给出了可以方便使用的馈电系数修正公式。该公式可以仅依赖... 对半实物射频仿真中的三元组馈电系数计算公式进行了修正,使之能够克服比相式单脉冲雷达导引头的射频仿真的三元组近场效应问题。通过分析仿真场景与真实场景之间的等效性方程,给出了可以方便使用的馈电系数修正公式。该公式可以仅依赖导引头天线基线长度,而无需依赖基线的方向。还给出了三元组近场误差的解析表达,指出三元组构型是造成近场误差各向异性的原因,并指出三元组近场误差可以分解为与导引头自旋无关的固定误差部分,以及与导引头自旋有关的可变误差部分。 展开更多
关键词 射频仿真 近场效应 近场误差 各向异性
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复杂场景散射中心模型化与雷达成像应用 被引量:3
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作者 陈彦锡 郭琨毅 +1 位作者 殷红成 盛新庆 《系统工程与电子技术》 EI CSCD 北大核心 2021年第10期2733-2741,共9页
在复杂场景中,目标与环境之间的耦合散射会造成雷达图像特征的干扰,这一问题给雷达目标自动识别与跟踪技术带来了困难,成为雷达、电磁领域持续关注的热点研究问题。目前,使用传统的电磁数值计算方法对复杂场景散射问题进行仿真,所需计... 在复杂场景中,目标与环境之间的耦合散射会造成雷达图像特征的干扰,这一问题给雷达目标自动识别与跟踪技术带来了困难,成为雷达、电磁领域持续关注的热点研究问题。目前,使用传统的电磁数值计算方法对复杂场景散射问题进行仿真,所需计算资源巨大,耗时很长,而且多限于针对单一类型复合目标,难以满足实际工程应用需求。针对此问题,提出了复杂场景散射中心模型化的方法,集成散射中心模型、物理光学法、积分方程法、四路径模型、射线追踪等方法为一体,实现了复杂场景、群目标雷达成像快速仿真。本文给出了三种有代表性的复杂场景的逆合成孔径雷达成像仿真结果,验证了本文方法的可行性及泛用性。 展开更多
关键词 复杂场景 散射中心 四路径 雷达成像
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超电大粗糙背景复合目标电磁散射的快速计算方法 被引量:2
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作者 张尊 牟媛 +2 位作者 郭琨毅 王立权 盛新庆 《空天防御》 2022年第4期67-75,共9页
针对超电大尺寸复杂环境中目标复合散射的高效计算问题,提出了一种基于非均匀网格模型的复合散射快速计算方法。该方法将复合散射分解为复杂目标散射、粗糙背景散射和耦合散射,采用物理光学法和等效电流法求解目标散射场;采用双尺度法... 针对超电大尺寸复杂环境中目标复合散射的高效计算问题,提出了一种基于非均匀网格模型的复合散射快速计算方法。该方法将复合散射分解为复杂目标散射、粗糙背景散射和耦合散射,采用物理光学法和等效电流法求解目标散射场;采用双尺度法修正散射中心模型,求解粗糙背景散射场;判定目标表面能够产生耦合效应的网格,并对此类网格进行数值加密,结合修正四路径模型求解耦合散射。以立方体-海面、复杂坦克-沙波纹为例,计算了复合目标的散射场,并与多层快速多极子的计算结果进行对比,散射截面积的平均误差达到2.4 dB,效率提高了104倍,该方法有利于突破超电大复合场景散射的计算瓶颈。 展开更多
关键词 电磁散射 复合场景 非均匀网格 四路径模型
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半实物射频仿真的误差联合概率密度函数分析 被引量:2
12
作者 唐波 刘乃文 +2 位作者 马静 郭琨毅 盛新庆 《系统工程与电子技术》 EI CSCD 北大核心 2022年第5期1454-1460,共7页
为了更详尽地描述仿真误差,对基于三元组的半实物射频仿真的仿真角度误差二维联合概率密度函数(probability density function,PDF)进行了详细研究,给出了仿真误差的方向性分布。基于重心公式,在设定馈电幅度相对误差满足高斯分布的基础... 为了更详尽地描述仿真误差,对基于三元组的半实物射频仿真的仿真角度误差二维联合概率密度函数(probability density function,PDF)进行了详细研究,给出了仿真误差的方向性分布。基于重心公式,在设定馈电幅度相对误差满足高斯分布的基础上,给出了两个角度方向上的仿真角度误差的联合PDF。结果表明,三元组对不同方向处的点目标的仿真误差二维联合PDF存在差异;两个角度方向上的仿真角度误差会存在相关性,且该相关性会随点目标位置的不同而不同。由于平行于航迹方向与垂直于航迹方向的角度误差对系统的影响不同,该工作有利于对于半实物射频仿真的等效性进行更精细的评估。 展开更多
关键词 三元组 射频仿真系统 仿真误差 概率密度函数
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一种基于不连续伽辽金方法求解多区域目标散射问题的优化预处理器 被引量:1
13
作者 张慧雯 黄晓伟 +1 位作者 吴比翼 盛新庆 《电波科学学报》 CSCD 北大核心 2022年第3期411-418,共8页
在电磁散射问题中,由均匀介质和金属组合而成的多区域结构目标在天线仿真、雷达成像等工程问题中有着广泛应用.针对多区域目标的散射问题,研究了不连续伽辽金(discontinuous Galerkin,GD)方法在多区域面积分(surface integral equation,... 在电磁散射问题中,由均匀介质和金属组合而成的多区域结构目标在天线仿真、雷达成像等工程问题中有着广泛应用.针对多区域目标的散射问题,研究了不连续伽辽金(discontinuous Galerkin,GD)方法在多区域面积分(surface integral equation,SIE)矩量法中的使用,同时提出了一种优化的距离稀疏预处理(optimized distance sparse preconditioner,O-DSP)方法。该方法根据阻抗矩阵中不同积分算子随距离变化的特性来个性化选择预处理矩阵,进一步增加了预处理矩阵的稀疏性.数值计算表明,相比之前的距离稀疏预处理方法,优化的预处理矩阵非零元素仅为以前的一半,而且具有相同加速迭代效果. 展开更多
关键词 多区域目标 面积分(SIE)方程 预处理技术 不连续伽辽金(DG)方法 距离稀疏预处理器(DSP)
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基于散射中心方位特性的大角度成像数据缩减方法 被引量:2
14
作者 郭琨毅 王嘉欣 +1 位作者 张尊 盛新庆 《电波科学学报》 EI CSCD 北大核心 2019年第1期91-96,共6页
实际雷达目标散射中心有别于理想散射中心,具有复杂的方位特性,其散射幅度和位置随雷达观测角度改变而变化.文中基于不同类型散射中心的方位特性,提出了一种简单有效的大角度成像数据复杂度缩减方法.通过分析和预估各散射中心的有效观... 实际雷达目标散射中心有别于理想散射中心,具有复杂的方位特性,其散射幅度和位置随雷达观测角度改变而变化.文中基于不同类型散射中心的方位特性,提出了一种简单有效的大角度成像数据复杂度缩减方法.通过分析和预估各散射中心的有效观测角度范围,仅选择有效观测范围之内的散射场数据用于后续成像.该方法可以实现利用较少观测角下的散射回波数据获得与大角度成像结果相同的图像特征.数值结果证实,弹头目标的数据压缩率可达到45%以上,飞机目标的压缩率则达到80%以上.本文的研究结果对于雷达成像仿真、雷达图像解译等具有参考意义. 展开更多
关键词 散射中心 大角度成像 方位特性 数据缩减
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复杂目标散射中心建模的修正 被引量:2
15
作者 郭琨毅 王嘉欣 盛新庆 《系统工程与电子技术》 EI CSCD 北大核心 2018年第8期1679-1685,共7页
实际雷达目标的散射中心属性非常复杂,如不规则的几何结构、遮挡,均会增加散射中心精确建模的难度。现有的散射中心模型并未考虑这些实际问题,为了提高建模精度,需对现有模型进行合理修正。对散射中心模型中的频率依赖项、不规则平面的... 实际雷达目标的散射中心属性非常复杂,如不规则的几何结构、遮挡,均会增加散射中心精确建模的难度。现有的散射中心模型并未考虑这些实际问题,为了提高建模精度,需对现有模型进行合理修正。对散射中心模型中的频率依赖项、不规则平面的反射、局部遮挡造成的散射强度变化问题,给出了具体的修正方法。通过数值验证,证实了修正模型模拟复杂目标雷达散射截面起伏特性、雷达距离-方位图像以及时频像特征的精确性。 展开更多
关键词 散射中心模型 复杂目标 修正 参数估计
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半空间电磁问题的积分方程方法研究进展 被引量:1
16
作者 吴比翼 杨明林 +1 位作者 黄晓伟 盛新庆 《电波科学学报》 EI CSCD 北大核心 2020年第2期214-226,共13页
半空间电磁模型是从地、海目标电磁散射与辐射等实际问题中提炼出来的一个科学问题,这一问题是陆地、海洋的微波遥感遥控,地、海基目标的电磁隐身与反隐身设计,战场侦察,精确制导等具体工程应用的基础性关键问题.积分方程方法是解决半... 半空间电磁模型是从地、海目标电磁散射与辐射等实际问题中提炼出来的一个科学问题,这一问题是陆地、海洋的微波遥感遥控,地、海基目标的电磁隐身与反隐身设计,战场侦察,精确制导等具体工程应用的基础性关键问题.积分方程方法是解决半空间电磁问题的一种极其重要的方法,文中对其研究进展进行了综述,重点讨论半空间积分方程形式及其对应的半空间格林函数、Sommerfeld积分计算技术,以及半空间积分方程的快速算法三个方面的最新研究进展.最后,面向半空间电磁环境下的工程应用需求,对半空间电磁算法的发展方向进行了展望. 展开更多
关键词 半空间 积分方程 矩量法 Sommerfeld积分 快速算法
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