等离子体涂覆目标的ISAR成像研究

发布时间：2020-09-08 08:56

　　等离子体隐身技术作为目前在军事上最热门且应用最广泛的隐身技术之一,具备吸收带宽大,实现简单等优点,通过在飞行器目标表面涂覆一层等离子体就能很好地躲避侦查。因此,为了消除等离子体隐身技术所带来的潜在威胁,维护自身安全,各国都开始争相研究反等离子体隐身技术。反等离子体隐身技术的实质就是对等离子涂覆目标的成像和识别,不仅是一个极具前瞻性和挑战性的研究课题,而且在军事上也具有重要的意义。而逆合成孔径雷达(Inverse Synthetic Aperture Radar,简称ISAR)是一种军事上常见的探测雷达,具备全天候、远距离和高分辨率成像能力,配合高效的成像算法可以实现对目标的精确识别。本文以突破反等离子体隐身技术作为研究背景,创新性地提出将逆合成孔径雷达用于对具有等离子体涂覆的空中目标进行成像,并开展了相关的研究,不仅拓展和丰富了ISAR成像领域的研究范围和内容,更是对促进反隐身技术的发展乃至维护国防安全具有重要的意义。本文首先对等离子体涂覆目标ISAR成像课题的研究背景和意义进行了系统的总结,同时对国内外等离子体涂覆目标ISAR成像的研究和发展状况进行了相关的调研,分析了等离子体涂覆目标ISAR成像目前存在的困难和不足,并对其发展趋势做了预测。其次,我们从等离子体涂覆目标的雷达散射截面(Radar Cross Section,简称RCS)入手,介绍了等离子体的基本电磁特性和物理光学方法计算RCS的基本理论,同时推导了相关公式。并以金属球模型为例,分别在无等离子体和有等离子体的情况下对它的RCS进行了计算和分析,研究了等离子体参数对目标RCS的影响。接着,本文对ISAR成像的基本原理做了阐述,并介绍了基于散射点模型的回波模拟及数据后期处理方法,并通过具体的实例进行了验证。同时对不同雷达波形和目标转角大小下产生的回波数据进行了成像处理,得到了目标的ISAR二维图像,并且对其成像效果进行了分析和对比。最后,正式阐述了等离子体涂覆目标ISAR成像的相关概念,根据相关公式的推导,最终提出并建立了等离子体涂覆目标的散射点ISAR成像模型。并根据该模型对有等离子体涂覆的情况下的散射点模型进行了成像,研究了等离子体参数对成像效果的影响,对比了不同条件下的成像效果。
【学位单位】：电子科技大学
【学位级别】：硕士
【学位年份】：2018
【中图分类】：TN957.52;O539
【部分图文】：

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第一章绪论研究背景年来，随着各国对军事高科技技术研发的大量投入，以及超视距作，在战胜对方的同时又能保存自己的实力，是打赢一场现代化战争代隐身技术作为一门神秘而又实用的综合性尖端科学，是提高战场要法宝，得到了国内外研究机构的高度重视和持久深入研究。因此隐身技术相继被研发出来并投入使用，如隐身材料，隐身外形等，等离子体隐身技术[1-3]。离子体隐身技术就是利用等离子体可以吸收衰减电磁波或改变电磁的特性在隐身目标的表面人工形成等离子体层，通过控制等离子体子体频率等来减少目标的雷达散射截面从而避免被敌方雷达发现，基于这两种等离子体特性的隐身也被称为等离子体的吸收和折射隐 1-1 所示。

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图 1-2 高超音速飞行器表面的等离子体层体隐身技术作为目前一种在军事上广泛应用的隐身技术，是 21 要发展方向, 相对于其他隐身技术，其具有以下一些优点：吸收能力强，能够显著降低目标的雷达散射截面；吸收频带宽，能够吸收常见的雷达波段的电磁波；技术上易实现，可适用于不同外形。于等离子具有以上特点，才使得雷达对于被等离子体包裹的目标得极其困难，是目前雷达成像方向上一个棘手的难题，国内外也提出令人满意的解决方案。离子体会吸收电磁波，但并不是在任何情况下电磁波都会被等离相关研究发现，在无外加磁场，一定频率下，等离子体对电磁波密度增大而增大，非均匀磁化等离子体在高密度、低碰撞频率条磁波进行反射，此外，毫米波段和太赫兹波段电磁波等超高频电完全穿透等离子体[5,6]。因此，所谓的等离子体隐身只是特定条

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电子科技大学硕士学位论文离子体提出了磁流体力学理论，朗道阻尼于核聚变技术的研究的兴起，等离子体理论和34,35]。中，主要涉及到的是等离子体的电磁特性。通常将其看做是一种介质，使用等离子体的等离子体的介质化模型主要分为三种，Lor]。对于存在大量自由电子的运动的等离子能够更好地来描述其电磁性质。这种模型运动，并和离子发生碰撞，如图 2-1 所示。，因而此也被称为电子气模型，以下对等离

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