具有无人机旋翼频谱特性的目标回波信号模拟方法及系统与流程

专利2026-02-26  4


本发明属于信号模拟领域,尤其是一种具有无人机旋翼频谱特性的目标回波信号模拟方法及系统。


背景技术:

1、无人机技术的快速发展对雷达系统的目标识别能力提出了更高要求。无人机旋翼在高速旋转过程中产生独特的微多普勒调制特征,这些特征与无人机的型号、结构和飞行状态密切相关,构成了无人机的"指纹特征"。通过对这些特征的精确建模和模拟,可以为雷达系统的目标识别、分类和跟踪提供标准化的训练数据,对提升雷达系统的识别准确率和抗干扰能力具有重要意义。特别是在复杂电磁环境下,基于旋翼频谱特性的目标识别方法展现出独特优势,能够有效克服传统rcs特征易受环境影响的缺陷。

2、目前,无人机旋翼频谱特性的建模主要采用几何光学法和物理光学法。几何光学法通过分析旋翼表面的反射特性,建立电磁散射模型,但难以处理复杂的多重散射效应;物理光学法则采用等效电流法计算散射场,虽然精度较高,但计算复杂度大。在信号模拟方面,主要采用点频源叠加和频谱展宽的方法,通过调制信号的幅度、相位和频率来模拟旋翼特征。一些研究还引入了时频分析方法,如短时傅里叶变换和小波变换等,用于提取和重构旋翼的时变特征。

3、但是,现有技术仍存在以下问题:旋翼动态特征的提取过程中,传统的固定窗口函数难以适应信号的非平稳特性,导致时频分辨率受限,特征提取不完整;在多旋翼耦合建模时,简单的线性叠加方法忽略了旋翼间的相互作用效应,造成模型精度损失;现有的参数估计方法对信号噪声较为敏感,在低信噪比条件下估计精度显著下降;信号重构过程中,传统的基函数展开方法难以准确表达旋翼特征的局部细节,导致重构信号失真;系统参数优化过程中,单一目标的优化策略难以平衡模拟精度和计算效率的关系,影响系统实时性能;在模型不确定性量化方面,现有方法缺乏对特征轨迹演化的概率描述,难以评估模拟结果的可靠性。这些问题制约了旋翼特征模拟系统的工程应用,亟需开发新的技术方案。


技术实现思路

1、发明目的,提供一种具有无人机旋翼频谱特性的目标回波信号模拟方法及系统,以解决现有技术存在的上述问题。

2、技术方案,具有无人机旋翼频谱特性的目标回波信号模拟方法,包括如下步骤:

3、s1、获取原始雷达回波信号并进行预处理,得到预处理后的雷达回波信号;基于预处理后的雷达回波信号,进行特征增强,得到增强的旋翼特征信号;

4、s2、基于增强的旋翼特征信号,依序进行动态分量分解和非线性相位耦合分析,生成相位耦合矩阵;基于相位耦合矩阵,进行自适应参数估计和轨迹预测,生成特征轨迹的概率分布;

5、s3、基于特征轨迹的概率分布和增强的旋翼特征信号,进行概率特征空间映射,生成概率特征场;基于概率特征场,进行动态特征融合,得到融合特征向量;基于融合特征向量,构建非线性动力学模型,并进行自适应信号合成,生成合成信号;对合成信号进行质量评估,生成质量评估报告和优化参数集;

6、s4、基于质量评估报告和优化参数集,进行多目标参数优化,生成控制策略;基于控制策略,监控系统性能,得到性能评估结果;基于性能评估结果,更新系统参数,得到更新后的参数集;基于更新后的参数集,进行稳定性分析,生成系统稳定性报告和调控建议。

7、具有无人机旋翼频谱特性的目标回波信号模拟系统,包括:

8、至少一个处理器;以及,

9、与至少一个所述处理器通信连接的存储器;其中,

10、所述存储器存储有可被所述处理器执行的指令,所述指令用于被所述处理器执行以实现所述的具有无人机旋翼频谱特性的目标回波信号模拟方法。

11、有益效果,本发明采用自适应窗口函数和正交基分解相结合的方法,提升了特征捕获率;通过时变滤波器组和相位耦合分析,建立了旋翼特征的精确概率模型,提高了预测准确率;利用概率场映射和非线性动力学重构,实现了旋翼信号的高保真合成;通过多目标优化和自适应控制,保证了系统的稳定运行和参数优化,实现了计算效率和模拟精度的双重提升。



技术特征:

1.具有无人机旋翼频谱特性的目标回波信号模拟方法,其特征在于,包括如下步骤:

2.根据权利要求1所述的具有无人机旋翼频谱特性的目标回波信号模拟方法,其特征在于,步骤s1进一步为:

3.根据权利要求2所述的具有无人机旋翼频谱特性的目标回波信号模拟方法,其特征在于,步骤s2进一步为:

4.根据权利要求3所述的具有无人机旋翼频谱特性的目标回波信号模拟方法,其特征在于,步骤s3进一步为:

5.根据权利要求4所述的具有无人机旋翼频谱特性的目标回波信号模拟方法,其特征在于,步骤s4进一步为:

6.根据权利要求5所述的具有无人机旋翼频谱特性的目标回波信号模拟方法,其特征在于,步骤s15进一步为:

7.根据权利要求5所述的具有无人机旋翼频谱特性的目标回波信号模拟方法,其特征在于,步骤s23进一步为:

8.根据权利要求5所述的具有无人机旋翼频谱特性的目标回波信号模拟方法,其特征在于,步骤s35进一步为:

9.根据权利要求5所述的具有无人机旋翼频谱特性的目标回波信号模拟方法,其特征在于,步骤s45进一步为:

10.具有无人机旋翼频谱特性的目标回波信号模拟系统,其特征在于,包括:


技术总结
本发明公开了一种具有无人机旋翼频谱特性的目标回波信号模拟方法及系统,该方法包括获取原始雷达回波信号并进行预处理和特征增强,得到增强的旋翼特征信号;依序进行动态分量分解、非线性相位耦合分析、自适应参数估计和轨迹预测,生成特征轨迹的概率分布;进行概率特征空间映射、动态特征融合,得到融合特征向量;构建非线性动力学模型,并进行自适应信号合成,生成合成信号;对合成信号进行质量评估,生成质量评估报告和优化参数集;基于质量评估报告和优化参数集,进行多目标参数优化并监控系统性能,得到性能评估结果;更新系统参数并进行稳定性分析,生成系统稳定性报告和调控建议。本发明实现了计算效率和模拟精度的双重提升。

技术研发人员:赵毅,陆晨阳,奚宏亚,张勇强,张小凡,夏晨辉
受保护的技术使用者:南京航天工业科技有限公司
技术研发日:
技术公布日:2024/12/17
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