Интерпретация биспектральных изображений радиолокационных широкополосных сигнатур объектов

Abstract

В статье представлен методический подход к анализу широкополосных радиолокационных сигнатур, основанный на применении теории биспектрального оценивания. Данный подход предусматривает анализ фазовых связей центров рассеяния цели, обеспечивая тем самым более полный учет информации, содержащийся в частотной характеристике цели в сравнении с дальностным портретом, традиционно получаемым с использованием преобразования Фурье. Анализ фазовых связей позволяет идентифицировать центры рассеяния, образованные в результате множественных переотражений электромагнитных волн конструктивными элементами объекта сложной формы или отдельными близкорасположенными объектами в составе наблюдаемой сцены. Используемое для анализа геометрическое изображение биспектра радиолокационной широкополосной сигнатуры объекта локации представляет собой шестиугольник в координатах «продольная дальность — продольная дальность», позволяющий выявлять взаимные связи центров рассеяния, разнесенных вдоль направления локации. Произведена апробация предложенного методического подхода с использованием синтезированной частотной характеристики абстрактной многоточечной цели, а также на основе данных электродинамического моделирования комплексных полей обратного рассеяния тестовых объектов. Сопоставление результатов идентификации центров рассеяния, полученных с использованием биспектрального изображения, дальностного портрета и априорной информации об объекте локации свидетельствует о корректности предложенного методического подхода.

A methodological approach to the analysis of broadband radar signatures based on the application of the theory of bispectral estimation is presented. The approach involves analyzing the phase relationships of the target scattering centers, providing the more complete account of the information contained in the frequency characteristic of the target compared to the range portrait traditionally obtained using the Fourier transform. Analysis of phase connections allows identifying scattering centers formed as a result of multiple reflections of electromagnetic waves by structural elements of the object of complex shape or by separate close-located objects within the observed scene. The geometric image of the bispectra of the radar broadband object’s signature used for analysis is a hexagon in the coordinates “longitudinal range — longitudinal range,” which allows detecting mutual connections of scattering centers spaced along the direction of the location. The proposed methodological approach was tested using a synthesized frequency characteristic of an abstract multipoint target, as well as based on electrodynamic modeling data of complex backscattering fields. The comparison of the results of identification of scattering centers obtained using a bispectral image, the range portrait and the priori information about the location object indicates the correctness of the proposed methodological approach.