闫华 张 磊 陆金文 邢笑宇 李 胜 殷红成

(电磁散射重点实验室 北京 100854)

1 引言

当雷达目标尺寸远大于电磁波波长时，其总散射响应可看成若干局部等效散射源响应的相干叠加，这些等效散射源称为目标的散射中心[1,2]。为了表达目标散射中心，目前已发展了一系列参数化的形式[3–13]，它们具有简洁、稀疏、机理相关等优点，在雷达目标的数据压缩[14,15]、信号仿真[16]、超分辨成像[17]、特征控制[18]和目标识别[15,19,20]等领域已获得广泛应用。

散射中心参数化模型试图描述散射中心的频率、视向角、极化等参数的依赖行为。最简单的散射中心模型为理想点散射中心模型，它将散射中心的幅度与位置视为常数，即不随频率和视向角变化。1987年，Hurst等人[3]提出了散射中心的Prony模型，将散射中心的幅度描述成频率的衰减指数函数的形式。但当雷达带宽较大时，此形式将偏离实际散射中心的频率依赖行为。1991年，Carrière等人[4]总结了球、柱、直边、曲边、三面角、二面角等典型体的近似散射解形式以及它们的频率依赖关系，提出了基于几何绕射理论(Geometrical Theory of Diffraction,GTD)的模型，指出散射中心幅度对频率的依赖应该满足幂函数关系，而不是衰减指数函数关系。1995年，Potter等人[5]基于物理光学(Physical Optics,PO)和GTD理论分析了若干主要散射机理，最终导出了GTD模型，并通过与传统参数化模型进行对比分析，指出GTD模型在分辨能力和统计性能上具有的优越性。随后人们在GTD模型的基础上发展了若干新的参数化模型，如极化GTD模型[6–8]、多项式GTD模型[9]、属性散射中心(Attributed Scattering Center,ASC)模型[10]、改进的ASC模型[11–13]等。……