魏少明 洪文衍 王 俊 耿雪胤 金明明

(北京航空航天大学电子信息工程学院 北京 100191)

1 引言

散射中心特征模型能够刻画目标的细节信息，因而得到广泛应用[1–5]。在高频区超宽带(Ultra Wide Band, UWB)条件下目标电磁散射可以近似为各散射点局部电磁散射合成[6]。目前用于描述超宽带雷达散射中心特征的模型主要有指数和模型、衰减指数和几何绕射(Geometrical Theory of Diffraction,GTD)模型。其中GTD模型基于几何绕射理论，以高频散射的局部性原理为基础[7–9]加了频率依赖的散射强度指数变化项，能够表征散射中心位置、散射强度、频率依赖因子信息，更接近目标实际的散射机理。类型参数(频率依赖因子)能够反映边沿、曲面、锥形、直边、凹槽等目标典型结构，具有明确的物理意义。

针对此类模型参数估计问题，国内外研究者主要采用常规的Prony方法、矩阵束法、ARMA 模型、ESPRIT和MUSIC算法、Cauchy方法[10–12]等。这些方法主要用于计算散射中心的位置、强度和衰减因子，但大都无法反映不同的散射中心频率依赖特性。近年来，出现了很多基于模型的特征分解方法，一般采用状态空间法来实现系统的识别和对目标散射参数的提取。文献[13]首先采用状态空间法对时序数据进行处理来估计衰减正弦信号的频率和散射强度。文献[14–17]利用状态空间法提取散射中心的散射强度、衰减速率和径向距离信息。文献[18]结合几何光学(Geometrical Optics, GO)、GTD模型，推导了频率依赖因子数学表达式，可应用于正向参数化建模中的频率依赖因子的正向推算。文献[19]提出了一种基于状态空间法的目标重构算法，证明了状态空间法在重建散射强度和散射中心上具有优势，并且该方法可以降低参数对噪声的敏感性。……