针对海面舰船目标的RBM和DBS雷达成像仿真研究

1 目标后向散射系数起伏模型
情况，本文 对 S w e rl i n g 模型的概 率 密度函数 进行了模拟，
典型的目标散 射 起伏模型有 χ 2 分布模型、赖 斯（R i c e） 模拟参数设置为：σ=0～6,σ 1.5,得到了图1所示的典型p d f
分布 模 型、对 数 正 态（L o g - n o r m a l）分布 模 型 和 施 威 林 图形。
摘 要：本文采用Swerling模型，设计一种针对海面舰艇目标的雷达成像仿真算法。由于海面与舰艇间形成的夹角以及海面与舰艇
表面之间多径散射等原因，海面目标的后向பைடு நூலகம்射系数值在几十到数千的大范围内波动。本文选择某一较为合适的后向散射系数值作
为随机数均值，从而产生均值一定的后向散射系数序列。并通过利用随机数的极大值与极小值对所有随机数进行归一化处理。根
(2) S werl i n g III、I V模型适用于可表 示为一个大散 射 体带 一 个小散 射 体，或一 个 大 散 射 体 在 观 测 方向上有小 的 变 化的目标。
表1给出了4种 模型起伏的速率条件、概 率 密度函数以及 适用范围实例。
为了更直观 地了解 S w e rl i n g 模型的后向散 射系数 起伏
狭长表面的导弹、火箭、带有延 长部分的人造卫星等
①作者简介:纪纲（1985,10—),男，汉族，江苏镇江人，硕士，讲师，研究方向：计算机科学与技术(仿真)、机械工程及其自动化、人工智能。 陈明（1984,9—），男,汉族，河北灵寿人，本科,助理工程师,研究方向:航空管制。
102 科技创新导报 Science and Technology Innovation Herald
多普勒波束锐化（Doppler Be am Shar p en i n g，DBS）两 广泛的雷达目标σ起伏变化的情况。S w e rl i n g 按照两 种 假
种 雷达 模 式 的 舰 艇目标 成像仿真进行 研 究。由于 舰 艇 结 构 的 复杂型，其真实电磁散 射情况往往无法获得，对于此类复杂 目标 的 散 射 特 性 往 往 利 用散 射中心理 论 来 描 述。散 射中心理 论可以 表 述为：在高频区，目标 总的电磁散 射可以认为是某 些 局 部 位 置 上的电磁 散 射的合成，这些 局 部的散 射 源 称为 散 射中心。
科技创新导报 2018 NO.07 Science and Technology Innovation Herald
DOI：10.16660/j.c n k i.1674-098X.2018.07.102
工业技术
针对海面舰船目标的RBM和DBS雷达成像 仿真研究①
纪纲1 陈明2 （1.海军航空大学舰面航空保障与场站管理系 山东青岛 266041;2.13012619840929XXXX）
对于R BM及DB S 模 式，舰 艇成像 结果 通常显 示 为若 干 亮点，根 据散 射中心理论 我们可以知道，当载 机与目标的相 对运动以及目标 本身的转动使得观测方向发生变化时，各散 射单元 散 射 信号 的 相 位也 在 变化，使得 其矢 量 和 相应 地 改 变，从而造成了目标 后向散 射系数的起伏，因此 我们需 要利 用目标 后向散 射 起 伏 的 规 律 对其后向散 射系数 进行 调 节。
舰 艇目标 进行仿真。对此本文设 计了仿真 算法，具体步骤如 下：
(1) 设 置目标 位 置(在 雷达 扫 描 范围内) 与个 数； (2) 设 置各目标 尺寸，根 据雷达分 辨 率确 定各目标 成像点数 N i; (3)判断是否已完成 所有目标的读取，若 未完成，继续执 行，若已完成，则执行步骤6； (4) 读 取一 个目标 信息； (5)判断目标位置是否处于波束照射范围，若f l ag =1，依 照S werl i n g模型随机生成N i个后向散射系数值分别赋予 海面场 景后向散 射系数分布图中目标位置处相邻的N i点；若 f l a g = 0，则返回执行 步 骤 3； (6)雷达成像； (7 ) 每 完 成一 次 雷达 扫 描，根 据 载 机 与目标 的 相 对 速 度 改 变目标位置，重复执行步骤3； (8)当雷达进入下一扫描区域，则本次目标模拟结束。 程 序 流 程图见图2，其中目标 处 于 波 束照射范围内的 标 志 F L AG =1，所有目标 读 取完 毕 的 标 志 F l a g =1；雷达 完 成一 次 扫 描的 标 志 f l a g =1。
工业技术
科技创新导报 2018 NO.07
Science and Technology Innovation Herald
图1 swerling目标的概率密度 图2 RBM及DBS海面舰艇目标成像仿真流程图
图3 瑞利分布随机数分布直方图
2 仿真流程设计 根 据 S w e r l i n g 模 型，我们 可 以 对 R BM 及D B S 的 海 面
设 的 起 伏 速 率 和 两 种目标 截 面 积 的 概 率 密度函 数 给出了4 种 模 型目标 起 伏 模 型。四种 模 型的 适 用范围如下。
(1)Swerl i ng I、II模型适用于由许多面积接近相等的、 独 立的起伏散 射体组 成的目标，其 概率分布为瑞 利分布。理 论上，独立散 射体的数目是无限的，而实际上，对于由4 个或 更多散 射 体 组 成 的目标，这 两类 模 型也 完 全 适 用。
序号 SwerlingI Swerling II Swerling III Swerling IV
描述 目标慢起伏 目标快起伏 目标慢起伏 目标快起伏
表1 Swerling模型 概率密度函数
= p(σ )
1
(
e
−σ σ
)
,
σ
≥
0
σ
= p(σ )
4σ σ2
(
e
−
2σ σ
)
,
σ
≥
0
适用范围实例 喷气式飞机、螺旋桨飞机、舰 艇、雨杂波等
据舰艇目标后向散射系数特性，利用散射中心理论，并融入目标自身运动及海面起伏影响产生的闪烁特性，实现RBM和DBS目标成
像仿真。
关键词：雷达 仿真 成像
中图分类号：TN958
文献标识码：A
文章编号：1674-098X(2018)03(a)-0102-04
本文对实波束测绘（Rea l Beam Mappi n g，RBM）、 （S we rl i n g）模型。其中S we rl i n g 模型已经被 证明适用于