刘康,,
王建秋,
王宏强,
程永强
国防科技大学电子科学学院 长沙 410073
基金项目:国家自然科学基金(61801486, 61921001)
详细信息
作者简介:王煜：王 煜(1996–)，男，江苏东台人，国防科技大学电子科学学院博士研究生。主要研究方向为涡旋电磁波雷达探测与信号处理
刘康：刘 康(1990–)，男，江苏泗阳人，国防科技大学电子科学学院副教授。主要研究方向为雷达前视成像与电磁涡旋技术
王建秋(1994–)，男，安徽安庆人，国防科技大学电子科学学院博士研究生。主要研究方向为电磁涡旋与雷达前视成像
王宏强(1970–)，男，陕西宝鸡人，国防科技大学电子科学学院研究员。主要研究方向为太赫兹雷达与雷达成像
程永强(1982–)，男，河北张家口人，国防科技大学电子科学学院副研究员。主要研究方向为信息几何与统计信号处理
通讯作者:刘康 liukang1117@126.com
责任主编：郭忠义 Corresponding Editor: GUO Zhongyi中图分类号:TN95
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出版历程
收稿日期:2021-06-07
修回日期:2021-08-13
网络出版日期:2021-09-06
刊出日期:2021-10-28
Rotational Doppler Detection of a Cone-shaped Target under the Illumination of a Vortex Electromagnetic Wave
WANG Yu,LIU Kang,,
WANG Jianqiu,
WANG Hongqiang,
CHENG Yongqiang
College of Electronic Science and Technology, National University of Defense Technology, Changsha 410073, China
Funds:The National Natural Science Foundation of China (61801486, 61921001)
More Information
Corresponding author:LIU Kang, liukang1117@126.com
摘要
摘要:涡旋电磁波具有独特螺旋状波前结构，其受目标横向微动调制产生的旋转多普勒效应，有望为雷达目标探测技术的发展提供一个新途径。在涡旋电磁波照射下，利用锥体微动对回波瞬时频率的周期性调制特性，可以有效反演出锥体目标的微动参数和几何特征。该文重点研究了雷达前视条件下的锥体目标参数估计。首先，基于涡旋电磁波雷达目标旋转多普勒探测原理，推导了涡旋电磁波锥体目标回波数学方程，建立了锥体目标回波旋转多普勒模型。其次，提出了前视条件下的锥体目标参数估计方法，利用锥顶散射点和锥底散射点两维的旋转多普勒信息，可以对锥体目标微动参数和几何特征参数进行有效估计，仿真结果验证了该文所提方法的有效性及抗噪声鲁棒性。
关键词:涡旋电磁波/
旋转多普勒/
微多普勒/
锥体目标/
参数估计
Abstract:The vortex ElectroMagnetic (EM) wave has a unique spiral phase wavefront. The rotational Doppler effect, induced by the lateral micromotion of a target is expected to provide a new mode of radar target detection. Under the illumination of vortex EM waves, the micromotion of a cone-shaped target periodically modulates the instantaneous frequency of the radar echo; this can effectively reflect the geometric characteristics and micromotion parameters of a cone-shaped target. This paper focuses on the estimation of cone-shaped target parameters under forward-looking radar conditions. First, based on the principle of vortex EM wave target rotational Doppler detection, a mathematical equation describing the vortex EM wave of a cone-shaped target echo is derived, and an echo rotational Doppler model is established. Second, a method for cone-shaped target parameter estimation under forward-looking conditions is proposed. Using the two-dimensional rotational Doppler information of the scattering points at the top and bottom of a cone-shaped target, the micromotion and geometric parameters of the target can be effectively estimated. The simulation results verify the effectiveness and robustness of the method proposed in this paper.
Key words:Vortex electromagnetic wave/
Rotational Doppler/
Micro-Doppler/
Cone-shaped target/
Parameter estimation
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